XX市区块链先进算力实验平台项目建设方案（2023）.doc

XX市区块链先进算力实验平台项目建设方案（2023）.doc

《XX市区块链先进算力实验平台项目建设方案（2023）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《XX市区块链先进算力实验平台项目建设方案（2023）.doc（76页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

XX市区块链先进算力实验平台项目

建设方案

1项目总体情况

1.1项目背景

目前，XX市以“筑基”为核心的智慧城市1.0建设已基本完成，搭建了大数据“入云”“上链”“汇数”“进舱”核心底座，全市数据融合利用正逐步得到深化，在政务服务领域多个典型业务场景落地了区块链应用。

本项目是XX市智慧城市2.0的重要组成部分，将建设区块链先进算力实验平台，向全社会提供全域应用场景计算能力，为政务和社会化服务领域应用提供技术支撑和服务。

通过提供自主可控的底层基础支撑平台，充分发挥区块链技术促进数据要素流动、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用，支撑首都治理体系和治理能力现代化建设。

1.2建设目标

1.2.1业务目标

本项目通过建设区块链先进算力实验平台，面向政务服务和社会服务提供区块链支撑平台和共性应用，为大规模区块链应用场景提供统一的区块链服务支撑能力，促进全市范围内区块链基础设施的互联互通，形成技术平台领先、应用场景丰富的区块链产业生态，打造区块链在北京示范的集群效应，服务北京数字经济建设。

通过实验平台建设和场景示范应用打磨区块链核心技术，为远期大规模商用平台的建设提供实验验证，逐步形成基于区块链的新一代数字经济基础设施，抢占数字经济领域发展先机和区块链技术发展制高点，打造北京数字经济新增长点。

1.2.2技术目标

XX市区块链先进算力实验平台的总体技术目标为：

（1）算力规模

平台需包含至少1000区块链算力计算节点，至少包含48000物理核心CPU、384000GB物理内存，至少提供4320TB存储能力，不考虑虚拟化超分比，至少提供96000VCPU能力，内部接入网络至少50GB。

（2）性能

平台需实现区块链单链峰值每秒处理交易数（TPS）不低于12万笔/秒。

交互类业务平均响应时间处于1-3（秒）区间，峰值响应时间处于5-10（秒）内。

（3）高可用性

平台需每周7×24小时业务无间断、稳定可靠运行，可用性不低于99.99%。

无单点故障问题，管理节点、计算节点、存储节点、网络节点均满足高可用建设。

（4）可维护性

平台需支撑至少1000台区块链专用服务器的运行和管理。

提供故障事件运维，能够分级采集运行状态数据。

支持监测业务应用的运行状况，满足相关业务系统管理方的运维管理建设。

1.2.3功能目标

建设XX市区块链先进算力实验平台，具体包括区块链算力基础设施、政务区块链支撑平台、公共服务区块链支撑平台、目录区块链的迁移与适配、应用服务建设等。

基于区块链专用服务器提供区块链云服务，包括计算、存储、网络等IaaS服务和安全服务能力。

通过区块链先进算力实验平台的建设，为区块链应用建设提供自主可控、安全、高效的底层技术支撑。

1.3建设原则

（1）功能实用性原则。

在项目建设过程中，应最大限度地满足XX市各委办局对区块链资源和技术的使用建设。

（2）系统安全性原则。

作为XX市政务领域区块链应用的重要支撑平台，本项目必须注重平台的安全性建设。

（3）平台可靠性原则。

XX市区块链先进算力实验平台在XX市大数据体系中承担着重要角色，应确保系统的高可靠性。

（4）资源共享整合原则。

在实用的基础上要注重XX市各委办局区块链基础设施资源、区块链业务资源、数据资源等各方资源的共享整合。

（5）技术先进性原则。

项目建设应采用先进的基础设施平台搭建和服务模式，在系统设计上应具有较高的技术先进性和功能完善性。

（6）可扩展性原则。

XX市区块链先进算力实验平台需具备良好的可扩展性，适应未来业务的发展。

（7）易操作和易维护原则。

XX市区块链先进算力实验平台应注重用户操作层面的易操作性和易维护性。

1.4建设内容

XX市区块链先进算力实验平台包含基础层、平台层和应用层三部分内容。

基础层：

以区块链专用服务器为核心的基础层，包括区块链专用服务器、配套网络、安全、存储设备和云平台软件，为区块链应用提供算力支撑。

利用具备政务外网和互联网环境的机房，打造区块链基础设施运行环境，满足平台搭建和设备运行的基础环境建设。

平台层：

建设政务区块链支撑平台和公共服务区块链支撑平台，推动目录区块链系统的迁移与适配，实现区块链共性基础服务的集约化建设和统管共用。

——政务区块链支撑平台。

为各委办局和业务单位提供技术先进、高效易用、场景化、集约化的区块链基础平台，有效支撑各委办局和业务单位政务区块链应用的建设和运行。

——公共服务区块链支撑平台。

搭建面向大型企、事业单位等社会主体的公共服务区块链支撑平台，提供包括网络编址和寻址服务、可信调度中台服务、监管服务等技术支撑，带动大型企事业单位等社会主体的区块链技术应用和创新。

——目录区块链的迁移与适配。

推动XX市现有目录区块链系统向区块链先进算力实验平台迁移和适配，实现目录链系统步道、链道和数道的平滑迁移和升级改造。

应用层：

基于共性基础服务和目录区块链系统，搭建以电子签章、电子证照、城市码、企业认证平台为核心的应用服务系统。

2建设内容及要求

区块链先进算力实验平台需为XX市智慧城市应用提供统一的算力支撑和区块链即服务能力，与XX市大数据平台等相关系统结合打通数据链路，实现数据的跨行业、跨层级和跨部门的互联互通，为智慧城市提供坚实、可信的数据支撑。

通过区块链先进算力实验平台的建设，满足统筹全市区块链技术建设，形成统一的、完备的、便捷的信息共享和系统支撑服务。

2.1技术选型

2.1.1区块链技术选型

为了满足自主可控、高性能、高安全、高可用的要求，支撑政务服务和公共服务的区块链支撑平台和共性应用，实现全市范围内区块链基础设施的互联互通，区块链技术选型需要满足以下要求，具体包括：

1.自主可控

作为XX市区块链应用的重要支撑平台，底层技术的自主可控是确保区块链应用在安全、可信环境下协同发展的关键，因此本项目需使用国产自主可控区块链底层平台。

2.底层框架开源

为体现区块链的安全、可信、透明的特性，区块链底层平台的核心模块需开放源代码，支持公开访问，需满足以下要求：

（1）核心模块需开源，包括但不限于：

共识算法、智能合约、账本存储、身份管理、加密算法、网络模块；

（2）开源仓库需允许开发者自由注册账号、发表issue、发起clone、fork和merge代码等操作；

（3）开源代码需保持持续更新维护，近三个月（2021年7月-9月）在开源代码托管平台上的代码提交数需不少于1000项。

3.开源协议友好性

区块链底层平台使用的开源协议需遵循商业应用友好性原则。

4.架构体系

区块链底层的技术架构需满足如下要求：

（1）提供联盟成员身份权限管理组件；

（2）区块链的核心模块应基于松耦合架构设计，各模块间有明确的功能划分和接口定义；

（3）区块链的每个核心模块（核心模块包括但不限于共识算法、智能合约引擎、账本存储、区块打包、区块和交易验证、交易缓存、加密算法）应至少提供两个不同组件供选择，每个组件均可与区块链底层系统无缝集成，按需灵活组合装配。

5.性能指标

为满足本项目业务场景的需要，区块链底层平台需满足单链存证业务上链交易处理性能不低于每秒10万笔。

6.智能合约

区块链的智能合约要求具有良好的兼容性，需提供如下功能：

（1）支持不少于5个软件合约引擎；

（2）上述基于软件的合约引擎均需支持合约事件机制，支持基于Schema的合约事件信息检索；

（3）上述合约引擎支持随机并行模式的交易调度，支持基于DAG进行交易冲突管理和交易验证；

（4）支持不少于5种智能合约编写语言；

（5）智能合约支持使用SQL语句操作链上数据；

（6）支持硬件虚拟机合约引擎。

7.共识算法

区块链底层平台需提供不少于6类共识算法，包含但不限于：

（1）单节点SOLO共识算法；

（2）经典三阶段BFT类共识算法；

（3）流水线BFT类共识算法；

（4）异步网络BFT类共识算法；

（5）CFT类共识算法；

（6）基于权益投票的共识算法。

8.网络模块

网络模块需包含如下功能：

（1）提供节点代理功能的组件，可支持部分网络受限制的节点进行组网；

（2）提供TLS安全传输层协议，可适用于TCP和UDP传输协议，支持节点间使用国密TLS通信；

（3）提供基于消息订阅的广播组件，需满足多链网络隔离的要求。

9.账本存储

区块链账本存储需包含如下功能：

（1）支持区块交易、历史数据、状态数据、事件数据等独立指定存储介质；

（2）提供账本数据归档组件，可根据自定义规则对历史账本数据进行迁移，支持对已归档的数据进行恢复；

（3）支持不少于4种数据库存储。

10.隐私计算

隐私计算模块需包含如下功能：

（1）提供零知识证明算法组件；

（2）提供同态加密算法组件，支持SDK和智能合约调用同态加密算法组件；

（3）智能合约需支持层级加密，结合身份权限级别实现数据层级的可用不可见。

11.身份管理

身份管理模块需包含如下功能：

（1）提供自建CA，支持国密证书的签发； 

（2）支持证书生命周期管理；

（3）支持基于数字证书的身份管理以及基于角色的权限管理。

12.加密算法

区块链底层平台需支持主流加密算法，须支持国密算法：

对称加密：

AES、SM4；

非对称加密：

RSA、SM2、ECC_Secp256k1、ECC_NISTP256、ECC_NISTP384、ECC_NISTP521；

哈希算法：

SHA256、SHA3_256、SM3。

13.跨链

区块链底层平台需提供跨链组件和跨链方案，满足跨多个链交易处理的一致性和原子性要求。

14.区块链迁移能力

为满足本项目目录区块链的平滑迁移和适配建设，区块链底层平台需满足如下要求：

支持链上多背书签名的链管理，背书签名规则可在链上配置；

支持历史账本数据和状态数据的快速迁移；

区块链底链迁移后，支持区块签名数据使用原链证书进行核验，支持使用原链证书进行新链的身份权限控制。

2.1.2云平台技术选型

为了有效支撑各委办局、大型企事业单位区块链应用的建设和运行，提供高效易用、集约化的区块链云基础设施，为区块链业务的一体化建设提供计算、网络、存储、安全等支撑，区块链云平台技术选型需要满足以下要求，具体包括：

1.高安全性

本项目提供的云平台需遵循行业安全规范，设计安全防护保证客户数据中心安全。

面向政务的2个AZ要求达到信息安全技术网络安全等级保护基本要求和行业信息系统信息安全等级保护实施指引等级保护三级要求，重点保障网络安全、主机安全、平台安全、应用安全和数据安全。

2.高可用性

本项目提供的云平台需采用分布式架构，从整体系统上提高可靠性，降低系统对单设备可靠性的要求。

3.高可管理性

本项目提供的区块链云平台需符合云平台相关的技术标准和规范，需采用经过大规模商用实践检验的架构方案和软硬件产品选型，采用符合ITIL规范的IT管理方案，保障方案的成熟性和可管理性。

4.技术先进性

本项目提供的区块链云平台需具备先进的技术架构，并且能适应技术的发展趋势。

2.2基础层

区块链先进算力实验平台需要基于以区块链专用服务器为核心的基础硬件，提供区块链基础设施和政务外网、互联网等应用运行环境，建设区块链专用云资源，为政务和社会化等不同环境的智慧城市应用提供算力支撑。

2.2.1总体架构

1、本项目要求分为开发测试区域、政务外网区域、互联网区域三个区域。

其中政务外网区域需要同城双机房部署。

2、开发测试区域：

AZ1部署在机房1，主要承载着区块链算力云平台需要开发测试环境的所有应用的运行，包括有服务器计算资源、分布式块存储、对象存储、负载均衡等，网络设计分为管理网络、业务网络。

3、政务外网区域：

AZ3和AZ4分别部署在机房2和机房3，主要承载着区块链算力云平台需要提供政务外网服务的所有应用的运行，包括有服务器计算资源、分布式块存储、对象存储、负载均衡等，网络设计分为管理网络、业务网络。

4、互联网区域：

AZ2部署在机房2，主要承载着区块链算力云平台需要提供互联网服务的所有应用运行，包括有服务器计算资源、分布式块存储、对象存储、负载均衡等，网络设计分为管理网络、业务网络。

5、政务外网区建设需达到等保三级标准，面向平台及租户提供网络入侵防护、威胁检测、主机安全、堡垒机等安全服务。

本项目总体网络架构示意图如下：

2.2.2算力云平台软件建设

2.2.2.1算力管理平台功能建设

算力管理平台作为整个算力云平台的管理核心，涉及到算力云平台硬件资源的管理和分配，还有虚拟网络的组网和调度。

平台本身还有兼容性、健壮性等考虑因素，为了应对这种状态，整个算力管理平台需按照如下的理念进行设计：

l高度集中管控系统

l管控服务容器化

l平台架构高可靠

l平台模块化

lAPI支撑开放

算力管理平台需根据以上理念提供配套的物理服务器设备，算力管理平台的功能建设包括但不局限于以下内容：

分类

类别

建设说明

运维管理

监控和告警

租户端支持监控面板和监控图表的能力，并支持将实例监控指标进行明细视图和聚合视图的展示；支持针对实例分组绑定告警策略，并支持针对平台事件和产品事件进行跟踪和告警。

租户端支持配置告警触发条件、自定义指标阈值和告警信息接口回调；并支持告警的屏蔽、收敛、处理以及模拟告警。

租户端支持业务监控，可通过SDK或者HTTP的方式上报数据，由业务监控进行展示和告警，并支持配置数据存储时长和容量。

运营端监控可针对告警级别进行分类，告警级别需支持严重、重要、次要和警告，并支持按照告警级别，归属产品，恢复状态，触发时间段等对告警信息进行查询；监控指标数据和告警数据最长需支持365天，同时指标数据需支持定期归档备份。

运营端监控需支持和现有的邮件服务器、短信网关或第三方系统进行对接，同时也支持支持现有系统上报指标和事件数据到云内的监控系统。

运营端监控可新建告警策略，告警策略的触发条件中支持配置静态阈值和动态阈值，并支持配置持续时间；支持告警屏蔽，告警屏蔽需支持屏蔽时间段的选择。

日志、巡检和报表

日志平台支持收集文本文件、常见消息队列、数据库、HTTP服务器等多种数据来源渠道的数据；支持对数据进行过滤、分组、聚合，对亿行级别的数据表进行多维探索分析；并支持图表下钻，查看图表中数据点的对应日志。

支持巡检平台，可自定义巡检项，巡检类型支持设置为安全、性能、可用性、可靠性和水位，支持导出巡检报告至表格，并可配置巡检频率。

支持报表平台，支持自定义报表生成时间，报表周期支持设置日报、周报和月报，默认报表需支持性能、容量、资源和告警数据统计报表。

运维工具

支持对物理机和虚拟机进行密码入库功能，支持临时密码、长期密码和密钥免密登录，其中临时密码支持重置周期和更换周期的设置，并支持对密码复杂度进行设置。

支持NTP管理功能，可修改上级时钟源的IP地址，并支持在修改上级时钟源地址后，自动轮询重启NTP服务器，并支持查看NTP服务器的状态和告警历史。

支持软件源管理，可通过rsync、自定义脚本或者手动上传的方式进行数据源设置，并支持以分钟级自动定时同步软件源。

自动化部署和运维

支持对物理服务器进行部署和管理，可对物理服务器进行自动化的安装，部署，开关机，带外账号重置，带外密码导出等功能。

支持对网络设备进行管理，可展示网络设备的品牌、型号、状态等信息，支持网络设备之间的信息比较，支持IDC机位管理，显示可用区、机架号、已占用机位和剩余机位数等信息；支持网络质量管理，可展示IDC出口质量和LAN质量。

支持业务CMDB功能，支持全局搜索，业务管理，模型管理，同步任务管理，数据校验等功能。

支持资源交付功能，支持资源的申领、交付和撤销功能，并支持在资源申领环节中嵌入审批流程。

支持作业工具和包管理，可实现作业的编排和支持定时任务；包发布需支持程序包、配置文件和脚本文件。

运营管理

客户管理

支持批量创建主账号，并对主账号进行创建子账号、IP访问限制、锁定、解锁等操作。

支持资质审核功能，由运营端审核租户端创建的主账号。

支持创建和编辑租户类别，并对租户账号进行分类。

支持通过白名单的方式限制某个/某些账号可以/不能访问某类资源，支持通过白名单的方式限制某个/某些账号可以/不能访问某个地域或可用区。

计量

支持查询用量明细，可按照产品、APPID、UIN、实例ID，时间范围筛选用量明细列表，并支持导出用量明细。

针对云产品有默认配额管理，同时支持针对单个租户进行配额管理。

消息管理

客户消息至少可支持通过邮件、短信和站内信查询。

支持消息模板，并支持模板审核功能。

消息一级分类至少包含产品消息、安全消息、财务消息和运维消息，并支持用户自定义二级分类。

产品管理

支持运营人员为不同租户设置不同的产品目录。

资源管理

支持租户内设置项目，项目内可以管理资源、人员和权限、产品配额；资源实例可以在不同项目之间转入和转出；租户内一个用户可以管理多个项目；项目产品配额用尽了，不允许再新增或转入资源实例。

自主知识产权证明

#要求投标人具有“专有云”、“运营管理”和“运维支撑”相关的计算机软件著作权登记证书。

提供复印件并加盖投标人公章。

算力中心通过算力管理平台云需提供如下IaaS服务，包括但不限于：

云服务器、专线网关、弹性IP、内网4层负载均衡、内网7层负载均衡、外网4层负载均衡、外网7层负载均衡、NAT网关、内网域名解析服务、Underlay外访网关、VPC、弹性伸缩、云硬盘、对象存储等服务能力。

同时，算力管理平台要求具有功能扩展性，可以扩展裸金属管理能力，并且可以与云服务器、私有网络服务等云服务配合使用。

2.2.2.2计算资源管理建设

2.2.2.2.1云服务器建设

要求通过云服务器服务提供一种可弹性伸缩的计算服务，租户根据业务需要，可随时创建或释放任意多台云主机，提升运维效率。

云服务器功能建设包括但不局限于以下内容：

功能项

功能要求

创建、删除、启动、关闭、查看

用户可以创建、删除、启动、关闭、查看（含批量）云主机。

挂载/卸载磁盘

云主机创建成功后，可以根据要求，将已有云硬盘挂载给云主机，或创建新的磁盘，然后再挂载至云主机。

同时，也可将磁盘从云主机中卸载。

挂载/卸载网卡

当业务需要多个网卡时，在云主机中进行的网卡挂载,卸载。

重装操作系统

重装操作系统是为云主机重新切换一个系统盘。

应支持不同镜像类型）与不同操作系统之间的互相切换。

用户可以将现有的操作系统重装为不同镜像类型的操作系统。

反亲和性

#反亲和性指的是同一组云主机尽量分散地创建在不同的宿主机上，提高业务的可靠性。

需要提供截图相关证明，截图中要显示支持虚机分散在多个宿主机上的能力。

用户数据注入

在创建云主机时，应提供用户初始化的能力。

密码和密钥对

云主机登录时需要进行身份验证，可以通过密码、密钥对来完成。

用户可以对密码进行重置。

配置、更改安全组

安全组创建后，用户可以在安全组中设置出方向、入方向规则，这些规则会对安全组内部的云主机出入方向网络流量进行访问控制，当云主机加入该安全组后，即受到这些访问规则的保护。

云主机冷迁移

云主机创建后，管理人员可通过冷迁移的方式，将云主机从源计算节点迁移至另一台计算节点，但在迁移过程中，云主机将会停机，在其上运行的业务将会受到影响。

云主机热迁移

云主机创建后，管理人员可通过热迁移的方式，将云主机从源计算节点在不停机地情况下迁移至指定的计算节点。

云主机VNC登录

云主机创建成功后，用户使用console，通过VNC方式可登陆至云主机中。

宕机疏散

当承载云主机的节点发生宕机时，平台应有将该节点上的云主机自动疏散至其它节点的能力，疏散完成后，云主机可正常登陆。

云主机备份

当服务器出现故障或者人为错误导致数据误删时，可以自助快速恢复数据。

支持基于多云硬盘一致性快照技术的备份服务，并支持利用备份数据恢复服务器数据。

同时支持全量备份和增量备份。

自主知识产权证明

#要求投标人具有“云服务器”相关的计算机软件著作权登记证书，提供复印件并加盖投标人公章。

2.2.2.2.2弹性伸缩建设

为了保障计算服务按需伸缩，需要提供弹性伸缩服务性伸缩能够管理的云资源包括云主机服务、块存储服务和弹性IP等，支持对这些资源进行自动化的横向扩缩容（即增加或减少资源数量）。

对于每天、每周、每月使用量不停波动的应用程序还能够根据业务负载情况的分钟级扩展。

弹性伸缩服务功能建设包括但不局限于以下内容：

功能项

功能要求

伸缩组生命周期管理

支持创建、修改、删除、启停，查询伸缩组。

设置最大、最小、期望实例数

支持设置伸缩组最大实例数和最小实例数，保证伸缩组在任何情况下，实例数均不会超过最大实例数和最小实例数的范围，同时可以使伸缩组的实例数始终自动保持和期望实例数相同。

搭配负载均衡

支持为伸缩组设置自动绑定的负载均衡监听器。

设置多AZ

支持为伸缩组设置分属多个AZ，使伸缩过程中将虚拟机实例平均分配至不同AZ，保证伸缩组中部署应用的容灾能力。

健康检查

支持设置伸缩组健康检查周期、健康检查方式和健康状况检查宽限期。

设置实例移除策略

支持设置伸缩组自动减容时的虚拟机移除策略。

添加伸缩活动通知

设置伸缩组发生伸缩活动时通知用户。

伸缩活动日志

查询伸缩组伸缩活动日志，支持查看伸缩组历史伸缩活动信息，支持按时间范围筛选。

查看伸缩组监控数据

支持查看伸缩组内实例的监控数据：

实例数、CPU利用率、内存利用率、带内网络流入流出速率、磁盘读写速率、磁盘读写操作速率。

设置实例保护

#当伸缩组发生自动缩容活动时，设置了实例保护的实例将不会被移除伸缩组。

需要提供截图相关证明，其中截图中要显示支持虚机分散在多个宿主机上的能力。

伸缩配置生命周期管理

支持创建、查询、删除（包括批量删除）伸缩配置。

设置自动绑定公网地址

为扩容出的虚拟机实例自动绑定公网IP。

脚本初始化

可以通过注入脚本简化云主机配置、初始化系统等。

伸缩策略生命周期管理

创建、修改、删除、启停、查询伸缩策略，批量启用、停用、删除伸缩策略。

伸缩策略类型

支持三种伸缩策略类型：

定时，周期，告警。

支持通过多种监控指标触发

告警策略支持通过多种监控指标触发：

CPU利用率、内存利用率、带内网络流入流出速率。

伸缩策略动作定义

伸缩策略支持定义触发动作，可设置增加、减少。

手动触发伸缩策略

支持手动触发执行伸缩策略。

自主知识产权证明

#要求投标人具有“任务管理”相关的计算机软件著作权登记证书，提供复印件并加盖投标人公章。

2.2.2.3存储资源管理建设

2.2.2.3.1云硬盘服务建设

云硬盘服务功能建设包括但不局限于以下内容：

功能项

功能要求

云硬盘

支持创建、删除、查看、挂载、卸载。

支持在线扩容。

#快照与云硬盘生命周期各自独立，当云硬盘所在可用区完全不可用时仍能通过快照恢复云硬盘。

支持多台云主机共享同一块云硬盘。

每实例IOPS＞4000。

自主知识产权证明

#要求投标人具有“块存储”相关的计算机软件著作权登记证书。

提供复印件并加盖投标人公章。

2.2.2.3.2对象存储服务建设

对象存储服务功能建设包括但不局限于以下内容：

功能项

功能要求

对象存储服务

兼容AWSS3访问协议。

支持存储桶的创建、列表、查看、删除。

支持对象的上传、列举、删除。

支持通过桶策略、对象策略、acl规则等方式对存储桶和对象的访问权限进行管理。

支持服务端加密。

支持双AZ4副本容灾方案。

支持生命周期管理。

支持云监控上展示流量统计和请求次数等指标。

2.2.2.3.3硬盘快照与镜像建设

硬盘快照与镜像服务功能