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国产基础软件创新之路,如何在“变局中开新局”?

信创联盟 2021-09-13
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编者按:在当今世界日益复杂的竞争环境下,随着中国企业自主创新进程的加快、以及基础软件国产化替代的紧迫性,再加上开源和云计算已成为行业发展趋势的背景之下,如何在“变局中开新局”?如何解决中国在核心基础软件领域面临的“卡脖子”和各种风险难题,可以说已是中国软件企业必须直面的一道“必答题”,不仅“刻不容缓”,更是“迫在眉睫”。



今年8月17日,国家《关键信息基础设施安全保护条例》正式公布,并已于9月1日起实施。

《条例》中对关键信息基础设施给出了明确的定义,即公共通信和信息服务、能源、交通、水利、金融、公共服务、电子政务、国防科技工业等重要行业和领域的,以及其他一旦遭到破坏、丧失功能或者数据泄露,可能严重危害国家安全、国计民生、公共利益的重要网络设施和信息系统等。

事实上,这些支撑关键业务的信息系统或工业控制系统,就包括了操作系统、数据库管理系统、中间件和办公套件等基础软件,而它们往往在信息系统中起着基础性、平台性的作用,不仅在关系国计民生的行业和领域有着极为广泛的应用,同样也对信息系统的安全有着决定性的意义。

但也要看到,在中国软件产业过去的发展历程中,核心基础软件领域一直是我们的“短板”,无论是在操作系统,还是数据库等市场,由于起步较晚,加上技术上难以实现重大突破,导致这个市场长期以来都被跨国公司和国外品牌所“垄断”,且基础软件有很强的使用黏性,用户一旦习惯了某个软件,就很难改变使用习惯,这也让中国基础软件的创新突围之路注定充满了曲折和艰辛。

特别是在当今世界日益复杂的竞争环境下,随着中国企业自主创新进程的加快、以及基础软件国产化替代的紧迫性,再加上开源和云计算已成为行业发展趋势的背景之下,如何在“变局中开新局”?如何解决中国在核心基础软件领域面临的“卡脖子”和各种风险难题,可以说已是中国软件企业必须直面的一道“必答题”,不仅“刻不容缓”,更是“迫在眉睫”。


国产基础软件面临“三大鸿沟”


客观地说,历经多年的努力,中国的基础软件产业取得了不少的成绩,但是从全球范围来看,尚有薄弱之处。数据显示,2020年在全球操作系统、基础软件(含桌面、数据库、云操作系统、工具软件等)领域,美国市场营收0.81万亿美元,占据全球该领域业务收入的4/5,而中国在该领域的营收仅为美国的4%。

不仅营收少,中国的基础软件市场份额也少。以中国Linux服务器操作系统领域为例,来自2020年Gartner全球软件市场收入分析报告也显示,Red Hat的市场份额为69.6%;SUSE市场份额为15.9%;Oracle市场份额为5.4%;Ubuntu市场份额为1%;而其他品牌的市场份额仅为7.8%。

回头来看,中国在基础软件领域之所以长期发展缓慢,其关键原因主要是面临着“三大鸿沟”,具体而言:

第一大鸿沟,是核心技术。无论是操作系统,还是数据库,这些都是基础软件领域的“根技术”,而“根技术”中往往又涉及到大量的“原子根”技术,这就是操作系统的“内核”,以我们熟悉的Linux内核为例,在某国产操作系统最新版本的内核中,其代码量就超过3000万行,即使去掉驱动之类的代码也有1000万行,如此“海量”的代码量,如果中国企业不掌握其中的核心技术,那么未来整个基础软件领域的发展、安全以及创新都是难以保障的。

而中国基础软件领域由于长期投入不足,再加上市场上一直存在“重硬轻软”的思想,因此也导致国内基础软件行业一直没有形成十分成熟的发展“闭环”,因此在核心技术的掌握上,国内的基础软件行业仍需要长时间的研发、打磨和沉淀,通过凝聚几代人的知识和智慧,才能取得更大的创新与突破。

第二大鸿沟,是应用生态。同样,应用生态的构建也是中国基础软件领域的另一大“短板”。基础软件生态建设的难度,甚至比操作系统研发本身的难度更大。一方面,是国内软件行业一直以来偏重于“应用型”软件开发,明显存在“重应用轻基础”的问题,导致优秀的基础软件“寥寥无几”,对整个合作伙伴的吸引力不足,生态的建设也无从谈起。

另一方面,是因为中国进入基础软件领域的时间较晚,整体的软硬件应用生态建设需要大量时间,再加上还需要进行软硬件适配等方面的原因,导致现阶段很多

基础软件难以满足政企客户的应用需求。从这个角度来说,未来加大力度建设基础软件的生态,才能开发出更好的应用,才能形成良性循环。

第三大鸿沟,是人才建设。今天,中国市场不但有几百万的软件工程师,同时软件开发者的数量在全球也高居第一,但现实是能够掌握基础软件的相关人才却十分“稀缺”。据不完全统计,目前国内进行操作系统和数据库内核开发的总人数不超过1000人,不仅和领先国家相比有差距,相比游戏产业、手机应用等领域的从业人员在数量上也差距巨大。

背后的原因,主要是源于就业困难,同时待遇相比互联网行业也存在差距,导致很多计算机专业的毕业生并没有选择从事基础软件的相关工作,而是选择了其他的行业或岗位,再加上过去几年部分高校专业领域的调整和变化,也让涉及基础软件的相关专业和课程变少,这也让从事基础软件研究和开发的人才变得“后继乏力”,但正如“根深才能叶茂”,没有人才显然会导致这个产业将来没有创新的原动力,因此创新“产学研”合作新模式,构建良性的人才培养生态体系,补齐基础软件的人才短板也就变得至关重要。

当然,全新的环境和全新的挑战,无疑也会倒逼中国软件企业直面创新的软肋,特别是在基础软件领域,唯有跨过核心技术、应用生态和人才建设“三大鸿沟”, 才能更快地推动中国基础软件产业的创新和崛起。


欧拉冲破篱笆墙的启示


正所谓“瑕不掩瑜”,虽然中国基础软件产业存在种种的发展不足,但过去几年时间,我们也看到一些中国企业在基础软件领域也“拼杀”出了一条血路,从国产Linux厂商的几经沉浮到渐成气候,从一水的 Oracle、MySQL 到TiDB的横空出世,从CentOS滥觞到openEuler(欧拉操作系统)一跃成为国内最大的基础软件社区,似乎一夜之间,中国基础软件行业完成了一次成长的“跃迁”。

其中,欧拉操作系统的创新之路就颇为值得关注。据了解,自2019年12月,欧拉操作系统开源以来,在短短一年多的时间里,就赢得了不少政企客户、开发者和合作伙伴的认可,而背后其实也正是其一直以来坚持跨越困扰国产基础软件发展“三大鸿沟”的一个过程,可以从三个维度来做观察:

首先,在技术创新方面,我们知道Linux操作系统中的内核属于“原子根”技术,而欧拉操作系统的前身正是此前华为基于企业级Linux打造的服务器操作系统软件,经过10多年的社区贡献,华为在Linux社区中的贡献度“名列前茅”,例如,Linux Kernel 5.10版本中贡献排名第一,K8S代码贡献与项目维护者席位数均位于亚洲第一;此外,华为还与全球主流开源基金会深入合作,是多个组织的白金/创始成员,且拥有200+个TSC、PMC、PTL、Maintainer、Committer等席位。

也正是拥有如此深厚的技术积淀,让欧拉操作系统创新和迭代的步伐速度很快,不仅兑现了每6个月发布一个版本的开源承诺,同时在关键特性方面也取得了显著的成绩,以欧拉操作系统20.03LTS SP2版本为例,就新增了内存分级扩展、虚拟化功能和可维测能力增强、轻量虚拟运行时(Stratovirt)、secGear机密计算编程框架、OpenStack Queens/Rocky等支持,在具备高安全性、高可扩展性、高性能等技术特性的同时,也能够支持当下企业上云、多场景业务、智能弹性部署等一系列转型与变革的需求。

其次,在社区生态方面,借助“开源开放”的创新模式,目前欧拉社区已有90多家企业、机构和组织,6300多位贡献者,90多个SIG组加入社区,这也让欧拉社区也“一跃”成为国内最具活力的开源社区。

不仅如此,欧拉社区坚持“有所为,有所不为”,自己不做操作系统的商业发行,全面使能合作伙伴借助开源的欧拉操作系统发展自有品牌的商业版本,也正因此现在中国主流的操作系统厂商,如麒麟软件、统信软件、中科院软件所、普华基础软件、麒麟信安、拓林思等,都已加入openEuler社区并发布了商业发行版,同时也在积极参与社区贡献。而社区和生态的建设的成功,也让欧拉操作系统在金融、政府、运营商和电力等各行业得到了广泛商用。

最后,在人才培养方面,欧拉社区也通过创新“产学研”的模式,包括深化校企合作,加快高校科研到企业产品和的成果转换;同时,通过线上课程、开发者沙龙、动手实验、大赛等方式,为开发者提供技术能力培训,提升动手实践能力,为产业培养实用型人才。

截止目前,华为已经与清华大学联合出版了7本教材和系列教辅(其中就包括欧拉操作系统、数据库、AI计算框架等),还计划发布超过30本系列化教材。此外,欧拉操作系统还完成相应的教材课件和教辅材料开发,已有50多所高校针对欧拉操作系统开课,近120多名老师参加操作系统相关培训课程。

由此可见,欧拉操作系统和欧拉社区通过跨越“三大鸿沟”,不仅赢得了越来越多政企用户、合作伙伴和开发者的认可,更冲破了操作系统技术创新的“篱笆墙”,真正为中国基础软件未来的发展趟出了一条创新之路,同时也为其他中国软件企业提供了更多借鉴和参考的新价值。


基础软件如何在变局中开新局


如果说从30年前的计算时代,到20年前的互联网时代,再到10年前的移动时代,中国科技企业在核心技术,尤其是在基础软件领域一再错失机会,那么在全新的挑战和环境之下,中国是否仍有机会发展出自己的微软,自己的红帽或者自己的甲骨文呢?答案无疑是肯定的,这是因为目前中国既有政策,也有市场,更有全新的商业模式,这也让中国的基础软件产业能够在危机中孕新机,在变局中开新局。 

一是,从政策角度看,今天基础软件“根技术”的争夺不仅已成为未来主导世界的焦点,更成为国家之间“角力”的主战场,某种程度上说谁掌握了“根技术”,谁就掌握了未来科技领域的核心话语权。

因此,在今年的“十四五”规划中,国家7次提及“数字经济”、24次提及“数字化”,并明确将数字经济独立成篇,这也意味着作为数字产业化和产业数字化的重要支撑,中国的软件产业无疑也会迎来更大的发展空间。同时,今年6月,工业和信息化部信息技术发展司司长谢少锋也表示,工信部关于软件产业“十四五”的发展规划即将发布,此外也会加快出台关键技术软件三年行动计划,以及进一步强化对工业领域关键技术软件的重点支持等,无疑都会加速中国基础软件领域的发展步伐。

二是,从市场需求看,软件国产化替代已到了“刻不容缓”的时刻,特别是近期CentOS策略的变更,就直接影响到了国内操作系统的政企用户。去年12月,CentOS宣布CentOSLinux 8将于2021年12月31日终止,后续变为CentOS Stream,同时CentOS Linux 7也将于2024年6月停止维护,这些变化都让大量使用CentOS的用户面临成本和迁移难度的挑战,同时也急需寻找替代的方案。

而展望未来,无论是要确保关键信息基础设施的安全,还是更多的中国企业要实现数智化的转型,都要求我们必须从底层硬件到上层软件核心领域实现新一轮的自主创新,而对中国软件企业来说,未来需要做的就是更好的打磨产品,以便给市场提供更好的技术和服务,在抓住软件国产化替代趋势的同时,更能在整个产业中占据“一席之地”。

三是,从商业模式看,开源作为整个软件产业的创新“驱动力”,代表了全球科技创新产业最新的发展趋势,而根据Linux基金会的统计,现在全球软件产业代码中有70%以上的代码来源于开源软件,同样中国市场也涌现除了越来越多的开源企业和开源项目,因此未来基于“开源开放”构建的全新模式,中国的基础软件产业也会迎来全新的“换道超车”的重大机会。

值得一提的是,今年9月下旬即将举办的华为全联接2021期间,华为不仅会发布一系列针对软件产业的重大举措,同时欧拉操作系统的应用场景和特性又将有重大升级,而这些新举措、新技术和新动向,也必将会推动中国基础软件产业的发展,成为打牢数字经济发展的新底座。 

总的来说,站在全球技术创新竞赛的新阶段和新关口,虽然目前国内的基础软件产业相比国外仍有一定的差距,但国家的高度重视,庞大的市场和软件国产化“替代”的迫切需求,加上全新的开源模式带来的“换道超车”的机会,都会驱动中国的软件企业研发出更适合中国政企用户的产品和解决方案,进而实现更多“从1到10”的突破,相信这种持续的探索与创新,也会让中国的基础软件产业在世界范围内保持生命力和竞争力,在未来以更强的实力与底气参与全球化市场的“角逐”。

最后修改时间:2021-09-14 01:15:48
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