教育信创能为国家建立起符合信创要求的技术体系，高校据此可实现教育信息系统升级替代和数字化转型。为此，中国农业大学以校级核心数据平台——全域数据中心为载体，在基于一云多芯的信创混合云上系统推进全栈信创适配改造，逐步打通从基础设施到应用代码的国产化替代链路，为高校信创建设提供了可借鉴的实践样本。

 

 

　　2023年，中国农业大学在原“星云”云平台上构建基于一云多芯的信创混合云，采用全栈国产基础设施，为各类应用系统的国产化适配迁移提供国产混合云基座；2024年，学校开始应用系统信创适配迁移的探索与实践。

 

　　全域数据中心是学校核心的校级数据平台，汇聚教学、科研、人、财、物等核心业务系统的数据，经清洗融合后形成校级核心数据资产，为全校业务系统提供基础数据、管理决策提供提供数据支撑。

 

　　此次建设的目标是，基于一云多芯的信创混合云平台，构建全栈信创基础设施层；建设高可用的国产数据库架构，实现数据安全可靠高效迁移；建设流批一体的分布式湖仓，实现从源业务系统到分析看板的准实时显示；构建数据分析看板和大屏，形成校情数据分析平台。

 

 

　　建设前，学校对全域数据中心的原X86架构配置及信创国产化替代要求进行调研，结合信创混合云平台建设实际情况分析，对全域数据中心适配改造方案进行设计和确认。

 

 

　　原X86技术架构中，操作系统为CentOS Linux，数据库为PostgreSQL，中间件包括SpringBoot内嵌的Tomcat中间件、Nginx、Redis、Kafka。

 

　　学校经与厂商技术交流、全面对比，最终确定替代方案：所选国产操作系统与CentOS兼容，管理员可无缝对接从CentOS到所选国产服务器操作系统的迁移；所选国产数据库采用PG数据库核心技术，兼容PG的SQL语法和数据接口，降低数据库迁移成本；所选国产中间件已完成与国产数据库的适配认证，可平滑替换四类中间件。

 

 

　　在信创混合云平台上，学校申请创建8台国产服务器操作系统云主机：1台部署数据中台，3台部署1主2从架构的流批平台，4台部署1主2从集群1备份架构的湖仓一体数据库；另申请1台国产操作系统云主机，用于部署自助式数据分析工具。

 

　　在数据库上，选用支持Oracle模式、PostgreSQL模式、MySQL模式和SQLServer模式四种模式的国产数据库。安装时将兼容模式设为PG模式即可兼容PostgreSQL。为确保数据库在信创环境下的架构保持不变，学校利用国产数据库主备集群实现1主2从高可用架构：主库提供读写服务，备库与主库通过流复制同步数据作为备份，主库故障后可将备库提升为主库。

 

　　在数据迁移上，因选择离线迁移方式，故选用国产数据库自带的“数据迁移工具”和“异构数据同步软件”进行实现。“数据迁移工具”提供存量数据迁移和增量数据迁移两个功能，完成数据平滑迁移任务；“异构数据同步软件”提供不停机迁移、断点续传和高可用功能，完成数据实时同步和断点续传任务。数据迁移过程中，遇到数据类型不兼容，可通过配置字段映射或同步数据接口解决；视图SQL语句和函数不兼容，可按逻辑重建视图解决。

 

 

　　应用服务器：采用Spring Boot内置的国产JavaEE应用服务器替代Tomcat。

 

　　负载均衡：采用国产Web服务器替代Nginx，通过其管理控制台完成虚拟机服务器相关配置。

 

　　缓存：采用国产分布式缓存软件替代Redis，该软件完全兼容Redis的单实例模式、主从模式、哨兵模式和集群模式。

 

　　消息：采用国产消息中间件替代Kafka，该软件兼容RocketMQ、Kafka、RabbitMQ等开源中间件，无需改动客户端即可平滑替换。

 

 

　　全域数据中心前端采用开源的React框架搭建，后端采用Spring Boot框架搭建。

 

　　1、与CPU适配

 

　　全域数据中心迁移到基于ARM架构的国产化操作系统时，数据中台和自助式数据分析工具因已完成适配而部署顺利，而批流平台此前未适配过ARM架构，适配工作量较大——53个批流组件镜像需逐个重构，加上试验证，整个适配工作约花费一个月时间。

 

　　2、 与数据库适配

 

　　PostgreSQL和国产数据库在SQL方言上有显著不同，包括函数、数据类型、系统表和存储过程等，要实现迁移后应用代码的兼容性，需更新数据源配置、更新JDBC驱动、进行方言适配，并确保类路径包含国产数据库的JDBC驱动jar包。

 

　　3、与中间件适配

 

　　用国产应用服务器替代Tomcat时，通常不需修改代码，但需在pom文件中排除Spring Boot项目对Tomcat的依赖、集成Spring Boot对国产应用服务器的依赖。

 

　　国产Web服务器替代Nginx、国产分布式缓存替代Redis时，一般不需修改代码。

 

　　国产消息中间件替代Kafka时，有部分代码的适配和调整，以确保新旧中间件的兼容性和功能一致性，包括定义新的中间件类、将原有Kafka客户端调用替换为国产消息中间件客户端调用。

 

 

　　中国农业大学以全域数据中心为载体，完成了从基础设施、数据库、中间件到应用代码的全栈信创适配改造，验证了基于一云多芯信创混合云承载校级核心数据平台的可行性，打通了全栈国产化替代的完整链路，为高校构建基于信创体系的智慧教学、智慧科研、智慧校园与智慧管理，提供了可复制、可借鉴的经验。

 

　　本文核心观点源于《中国教育网络》杂志2025年4月刊《基于全栈信创的数据中心建设方案》。作者：虞萍 李军 周南 李桢（中国农业大学信息化办公室）