金融行业新IT架构分析

金融行业新IT架构分析中国建设银行中国建设银行北京数据中心建设银行数据中心在“新一代”核心系统、“两地三中心”基础设施建设中，进行了一系列技术架构创新，提高了系统吞吐能力和资源供给效率，提升了系统可靠性，大大增强了数据中心风险防范水平。以电子渠道为例，业务量从2012 年每月21 亿笔增加到2016年179 亿笔， 年均增长72%。2016 年“双十一”的核心业务系统交易峰值接近8000 笔/ 秒，较2015 年增长81%，所有系统均顺利应对业务高峰，充分验证了建行新一代系统架构的健壮性。1、融合架构：主机平台+分布式开放平台 核心账务系统，部署在主机平台上主机平台可用性高，运行稳定，适合作为银行核心系统运行平台，但也存在风险集中、处理能力瓶颈、敏捷性不够、价格昂贵等不足。主机资源用于核心账务系统，利用开放平台处理查询业务或者普通维护性交易，采用削峰填谷的方法优化主机资源使用，确保账务交易的资源。为了更好地利用主机资源，建设银行提出“主机+ 开放”的融合架构，确保“好钢用在刀刃上”。 查询系统，部署在分布式平台上查询系统包括：个人客户综合积分、贷记卡管理、客户信息查询、对公/ 对私存款查询、客户渠道。目前各类查询交易总计下移日均交易量1.4 亿笔，节省主机资源2.6 万MIPS，相当于8.22 亿元。查询系统与账务系统分离，既分散了系统风险，又提高了并发处理能力。最近三年在实际业务量年均增长32% 的情况下，主机MIPS资源零增长，取得了节省投资的良好效果。 在分布式开放平台上，X86服务器替代小型机在开放平台的选择上，由于同等计算能力的X86服务器价格只有小型机的1/20，所以首先在新一代架构的应用（AP）层中大量采用X86服务器替代小型机，随着替代技术逐步成熟，继续提高在数据库（DB）层使用X86服务器的比例，进一步减少小型机的数量。自新一代实施以来，应用层和数据库层部署的X86服务器替代小型机已累计节省12.2亿元。新一代实施前后，小型机占开放计算资源比例已从1/3逐步下降到1/12，计算资源的总体可靠性和可用性保持不降。图1 基础设施云部署架构2、私有云，能提供1000台以上的虚拟机建设银行自2013 年起采用云计算技术来构建基础设施环境，将计算资源、存储资源、网络资源统一打包成共享资源池。根据每种资源池的特点，采用不同的云部署单元（CDP）模型，构建了X86 虚拟化资源池、Power 虚拟化资源池、HP 资源池以及大数据资源池等。以云部署单元为基本单位进行部署、更新和替换，统一了标准，提高了通用性，降低了成本。目前已经在私有云环境中部署了1000台以上物理机，提供10000 台以上虚拟机，有力地支撑了“ 新一代”核心系统上线。3、网络架构：一网双平面，可靠性达到99.999%新一代核心网络平台采用“一网双平面”的网络架构，用多协议标签交换技术，采用层次化、模块化的网络结构，将网络局部可靠性逐步提高到99.999% 水平，支持无中断维护。新一代局域网通过推广柜顶接入架构，以虚拟端口聚合技术为基础，采用插入式服务架构来提高网络综合服务能力，接入层交换机使用板卡延伸技术，大规模标准化网络交换机配置。图2 新一代局域网柜顶接入架构通过采用“双平面”冗余设计避免逻辑单点，采用分散部署模式来分散整体性风险，逐步采用自动化变更手段杜绝操作失误。采用松耦合的理念，模块化、层次化，网络服务资源池化，将二三层网络与四七层网络服务解除耦合关系，减少管理复杂度，有利于横向扩展，大幅提高数据中心网络平台的可靠性、健壮性。4、安全：“多层水闸式”防范体系原安全架构的安全功能与应用系统集成实现，嵌入到应用系统中，与应用系统紧密耦合，导致安全策略与安全功能固化。“新一代安全架构”的应用系统只集成通用、标准化的安全代理，所有安全功能通过安全代理为应用系统提供，后台的安全服务可以统一调度、灵活组合，安全服务的调整不会导致业务系统的改造。5、标准池化存储结构 NAS、SAN 存储SAN 存储从应用（AP）层、数据库（DB）层混合部署转变为全数据库层部署，大面积在应用层使用NAS 存储替代SAN 存储。 打造“存储标准化”实行存储配置标准化、资源池化，屏蔽了不同产品带来的差异化，减少了维护成本，同时实现了存储资源快速、灵活的供给。 采用庞大的“边缘核心边缘”三层SAN 存储网络实现了楼宇内任意地点的存储网络接入。图3 新一代标准化资源池化存储架构6、自主研发云管理平台自主开发了全面自动化的云管理平台，先后实施了IT 基础设施的服务器安装、版本部署、服务启停、日常巡检、配置比对等一系列自动化工具，极大提升了数据中心运营管理的自动化水平，形成全生命周期的自动化管理模式，完美支持了应用项目以及相关IT 框架、平台、技术和安全组件的投产上线。图4 云管理平台架构创造了5 个工作日内交付上千台虚拟化服务器的行业纪录，在简化流程、提高效率的同时，有效控制了操作风险。中国工商银行中国工商银行数据中心（上海）从2014 年开始，工商银行就开始布局集中式和分布式架构体系，结合云计算、大数据等新技术手段，以架构优化为核心。1、IT架构改变，来源于银行压力越来越大一是，客户群体多样化增大面对多样化、个性化、国际化的客户群体，银行信息系统需要支撑更加差异化、综合化的产品和服务，并满足国际化带来的监管要求。二是，互联网类营销压力变大客户服务不再依赖网点柜员，一些营销，特殊时点秒杀抢购等互联网营销带来的负载冲击，对银行信息系统架构提出了高并发、易扩展、抗冲击的高要求。三是，网络安全压力变大以APT 为代表的有针对性、持续性的网络攻击日益突出，银行信息系统需要实现从“被动防护”转向“主动防御”，提高对安全态势的感知能力，建设全方位的安全防护体系。四是，出了故障，舆论压力变大在依托移动互联网快速传播的“自媒体时代”，银行信息系统运行的任何故障都会被大众资讯无限放大，并直接影响银行服务的经营和品牌价值。工商银行信息科技以建设云数据中心为目标，以“两地三中心”为核心，持续提升业务连续性运作管理水平。2、“两地三中心”，让业务切换只需2分钟工行于2014年初步建成了以上海外高桥园区和嘉定园区为同城双活中心、北京西三旗园区为异地灾备的“两地三中心”体系架构。比如：2016 年末，人民银行领导现场观摩了工商银行数据中心的同城切换运行。工行核心系统在业务高峰期间，由上海外高桥园区成功切换至嘉定园区，运行1 个多小时后回切至外高桥园区，整个切换时间约2 分钟，符合预期。接管运行期间全集团各项业务正常开展，交易响应及系统运行性能良好。亮点 自主设计研发了“一键式”自动化切换系统，具备了同城中心之间快速切换和接管业务负载的能力。 研发设计了“异地多点接入”和“同城双活”相结合的开放平台应用系统双活方案，在保障业务一致性的情况下实现站点间的灵活切换。 正在研究，重要应用系统的“多站点多活模式”3、“云架构”真正落地 基础设施，资源池云化基础设施云已经在工行数据中心逐步推广，实现了大规模计算、存储和网络资源的池化管理和弹性供给。 容器技术，实际在用开展了基于容器技术的应用云平台规划和建设工作，已经在互联网金融、第三方支付、纪念币预约等应用系统实施了云化和微服务化改造，基于分布式系统框架实现资源弹性供应，快速响应业务突发增长需求，有效应对了“双十一”、“纪念币发行”、“微信红包”等互联网业务冲击。 采用“云化管理”利用流数据平台对各环节负载数据进行引流分析，实时掌握主机、网络、应用、数据库各环节的负载压力和性能指标，通过动态调节资源配置，全流程保障快捷支付业务的服务需求。4、拥抱SDN、开源产品 在数据中心部署SDN网络全面启动了工商银行新一代网络架构的规划和落地 引入开源产品通过开源软负载产品低成本、可扩展的优势，解决目前负载均衡技术领域存在的性能瓶颈和难以快速扩展问题。5、安全管控，依然是重中之重安全重点关注点有：互联网入侵防护、网络安全隔离与访问控制、客户端安全管理、数据安全管理等中高风险领域。措施： 优化安全架构重点推动APT 攻击防护、云网络安全防护等方案落地，与现有外部攻击检测形成有效互动和互补。 加强数据分析和安全风险模型研究通过研究科技与业务数据之间的关联关系，实施系统、网络、应用、业务等各环节日志分析挖掘，全面推动信息安全数据分析工作。中国农业银行中国农业银行数据中心1、融合架构：主机+分布式开放平台自农行全国数据大集中以来，核心业务处理和数据信息全面集中到主机上运行，开放平台主要承担交易前置处理、转发功能。通过主机的高可靠性及商品化程度，打造了一个高度集中的银行信息系统架构。这种融合架构的优点：这种架构性能可靠，开发人员无需过多关注底层技术实现方式，成熟稳定。但高度的业务及数据集中也使得风险高度集中，系统负载过大等问题导致业务连续运行的风险不断增加。随着云计算与虚拟化技术发展、硬件制造能力提升，开放平台在处理能力横向扩展方面有了很大进步。通过负载均衡机制，将业务分摊到多个节点处理，各节点松耦合，对底层产品的可靠性、可用性依赖降低。这种架构成本更低，可用性、可扩展性更好，尤其是随着应用规模的扩大，边际成本将更低。但这种架构的难点是做好各节点的协同工作，尤其是要处理好数据的一致性、完整性问题。必须根据业务特点，通过较复杂的应用设计，放弃实时一致性，保障最终一致性。以稳定核心系统运维与减少IT 投入为出发点，农行利用云计算和分布式处理技术，构建开放型、高容量、易扩展、成本可控、安全稳定的“主机+ 开放”融合式架构，显著降低了主机依赖，有力保障全行金融业务连续稳定运行。2、几大措施，确保架构转型的成功农行从多方面推进技术架构转型。1. 统一技术架构规范，推进运维技术标准化根据技术适度收敛的总体原则，制定技术架构和软硬件平台使用标准，规范IT 基础架构建设。将计算平台统一到X86 架构，基本实现小型机零增长；并构建Linux+ 集群数据库为主的联机业务计算环境、Linux-+MPP 架构为主的数据分析计算环境、构建集中存储与分布式存储相结合的存储模式。目前，农行已将这些使用标准明确到企业标准中。通过系统架构标准化，进一步提升信息系统的可扩展性和可移植性，降低系统运维风险。2. 构建主机开放融合架构，推进生产运行集约化以BoEing 系统建设为契机，对核心业务系统和相关的120多个外围系统进行整体升级改造，构建了一个主机开放融合核心系统架构。 一是创新主机通讯接入模式。将基于主机的三层架构简化为两层，在主机上直接采用TCP/IP 短连接接入方式，去除了主机接入中间层，形成扁平化架构。这种架构减少了出错环节，减轻了分行运维压力，构建了一个弹性好、可扩展性强的基础平台。 二是合理均衡系统应用负载。在BoEing 系统的两层架构中，采用应用层负载均衡设备作为桥梁，隔离了数以万计的前台终端设备对后台的直接冲击，也可以动态调配交易负载，自动侦测和规避主机系统单个分区运行异常，从而显著提升系统整体可用性。