又快又稳，金融级分布式架构如何实现？

Posted 2021-04-23 恒生LIGHT

在互联网和信息技术革命推动下，金融领域的“底层物质”正在发生深刻变化。以移动化、云计算、大数据、区块链等技术为主，传统金融业务与互联网技术融合，通过优化资源配置与技术创新，新的金融生态、金融服务模式与金融产品诞生了。

如何利用现有技术手段以及寻找可靠路径实现金融级分布式交易成为各机构探索的方向。

六个实现目标

与电子化、信息化、智能化不同的是，数字化时代的金融机构不再是以流程改造、业务升级或最佳实践应用为导向，而是转为对企业的全面颠覆。

企业数字化转型一般指利用以大数据、人工智能和生物识别等为代表的新一代技术实现产品设计、营销、运营、管理和服务的全面数字化，借此推动业务模式重构、管理模式变革、商业模式创新与核心能力提升。

金融级分布式技术平台作为分布式交易系统的技术基础，是数字化转型的地基。这要求技术平台具备完整性、高可用性、高安全性、低时延性、易开发及运维、先进性的特性，以便适应现代复杂金融业务环境以及不断创新的业务场景。

此外，降低对业务开发人员的技术要求、减少开发成本、提升开发效率以及稳定性也是金融级分布式技术平台的应用目标。

完整性是指在金融级分布式技术平台上提供金融全方位的解决方案。比如前端展示层就需要移动端、PC端、WEB端三种形式的展示层全部覆盖。后台的服务开发也必须涵盖到全套技术栈以及分布式技术组件，提供封装好的开发规法以及开发组件。

高可用是指金融级分布式交易系统具备无限接近100%包容任何软件故障以及硬件故障的能力。也就是说在任何严苛的环境下，金融系统所承诺的服务都能够实现，并且不会在服务质量上出现折扣。同时，人为失误造成的系统故障，系统可通过多种解决方案弥补异常与问题产生的不良结果，使系统始终处于正常运行状态。 

高安全性是金融系统的首要阵地。由于金融行业的特殊性，安全对于整个金融级分布式技术平台的重要性不言而喻。当有危险因素入侵或攻击系统时，高安全性的系统需要及时识别，再进行精细的分析发现异常，最后启动系统防御跨区域地进行资源调集阻断系统即将遭受的攻击。

低时延性是指金融级交易系统在开展业务时每笔交易必须经过的多个合规程序和风控检测程序的时间，这里考验的是纳秒级的极速交易系统和内存合规风控系统。像恒生高性能产品在低时延方面已拥有了绝对的领先性。

随着金融系统业务量与日俱增，批量业务处理成为主流手段，这就要求系统具备极大吞吐量。为了节约成本，系统需要自动区分峰值时间、总结峰值规律，从而根据业务量进行弹性伸缩。在峰值过后，系统还需快速释放资源。低时延能力不仅可以减少延迟、卡死等情况的出现，如果碰上业务量相对集中的时期，也可以从容应对各类情况。

开发和运维在金融系统的生命周期里扮演着举足轻重的角色。这里金融级分布式技术平台就可以提供运行技术栈以及技术组件、方便团队开发的公共资源的管理平台以及基于开发工具快速生成代码的模板工程。同时，分布式技术平台可以运用开发工具打通需求平台和部署测试平台，实现开发人员统一开发终端。

在分布式技术平台上，业务开发人员无须关注技术底层细节，只需要关注业务逻辑本身，无须理解复杂技术难点，只需关注业务自身价值。

先进性是指由于互联网技术更新迭代速度快，为了避免技术淘汰，技术平台需要保持在业内的先进性，这就要求其平台本身可以进行不断更新迭代，又不影响到已开发完成的业务系统，还需要具有很强的兼容性以适应不断变化的业务需求和技术变革。

 

多条技术路径

于恒生而言，达到以上六个目标可以通过以下路径实现：

（一）高效一致的微服务体系构建

微服务是目前金融级分布式交易中普遍应用的分布式架构，其具有职责单一、松耦合、高内聚、可独立运行的优势，能大大提升金融级系统的可扩展能力及灵活性。

由于微服务中的数据信息与计算单元属于自包含范畴，如果交易对一致性有较高要求，在多节点分布执行的一致性上则存在明显缺陷，因此，构建高效一致的微服务体系是目前亟需解决的难题。假设微服务具备Try、Confirm、Cancel三项功能，在其具备事务属性后，微交易完成整个过程可基于Try完成，为保障各节点高效一致需由Comfirm对交易框架进行统一，如果存在交易失败则需要利用Cancel进行统一。

 

（二）按需伸缩的云架构建设

金融级系统交易峰值期间资源投入过高，系统运行成本自然高。当其中诸多资源都为备用资源无法发挥价值时，则出现浪费，因此实现系统按需伸缩的能力始终是金融级系统追求的目标。

若想解决这一问题，需要构建新的单元，并基于云计算平台提高资源申请效率。流量与数据产生后按需分配到新单元上，峰值过后流量与数据自动弹回，从而减少峰值期间资源准备。这种弹性操作是按需伸缩云架构建设的目的。具体实践中，可利用中间件解决如何在业务不中断情况下保障弹性操作中数据一致性这个关键问题。

 

（三）低耦合的分布式中间件

近年来，中间件技术取得了很大的成功，成为研究热点之一。

低耦合的分布式中间件为跨平台应用开发、异构网络环境的应用、软件复用等提供了有效的解决之道。目前中间件技术发展主要呈现出三个趋势：首先，它在向传统操作系统层渗透并往平台化发展；其次，由于应用软件需要的支持机制越来越多，中间件会变广、变厚；其三，中间件正往构件化发展，为上层应用的结构设计和部署、为解决软件复用问题提供支持。

随着我国信息化建设的推进，中间件越来越受到市场重视。对于恒生来说，低耦合的中间件软件市场既是挑战，也是机遇。

（四）金融级的分布式数据库

从商业数据库的本质来讲，金融级分布式交易系统仍为单机系统，需要高可靠存储器与高性能服务的支撑。这样的支撑成本高昂，且仅能在增强扩展性上发挥作用，在提高可靠性以及降低成本上作用甚微，是技术实践中仍需解决的主要难点。

针对该难点，恒生的金融行业数据库解决了两大难题。第一是解决金融级系统的突出特征为数据量过于庞大，且每天需要对数据进行删减与增加的金融行业数据面临的问题；第二是满足信创的要求，解决金融行业数据的安全问题，将数据库变成我们自己可掌控、可研究、可发展、可生产的。

（五）可视化的运维监控

金融业务系统集中后，维护工作变得更加繁杂，有效的监控体系成为掌握业务资源使用状况、及时发现系统隐患、实现系统运营保障的关键。

目前，在持续集成工具链中，通过开源集成Jenkins实现自动化运维成为被普遍认可的一种方案选择。在统一配置管理方面，Apollo颇受市场青睐。它能够集中化管理和应用不同环境、不同集群的配置，配置修改后还能够实时推送到应用端，并且具备规范的权限、流程治理等特性。

 

（六）拥抱DevOps

金融数字化时代，DevOps和敏捷文化已经深入人心。DevOps是一种重视“软件开发人员（Dev）”和“IT运维技术人员（Ops）”之间沟通合作的文化、运动或惯例。

DevOps文化提倡打破了原有职能组织的限制，使每个职能团队都开始拥抱高度协同研发、交付一体化的思维，同时也看到各个团队都正面临着转型的痛苦和挑战。

分布式技术平台需要通过devops，架起开发和运维的桥梁，需要通过自动化“软件交付”和“架构变更”的流程，使构建、测试、发布软件更加快捷、频繁和可靠。

 

成果与落地

不管是业界还是在恒生，这几年都已经通过实践证明了基于中间件、云计算、数据库的支持下，分布式架构可以完全胜任高难度、高复杂度的金融业务。

在恒生新一代分布式框架之上，恒生LIGHT技术平台作为自主研发的金融数字化基础设施和新一代信创基础设施面向金融领域的数字化业务展开，涵盖了5G、移动互联、大数据、人工智能、云计算、高性能、区块链等多个技术领域。

目前，诸多金融机构已在恒生LIGHT技术平台之上实现了金融业务的创新。像LIGHT旗下高性能LDP平台便拥有分布式、高可靠、易拓展等特性，可为金融交易系统提供低延时、高吞吐、大容量消息传输等服务。在金融级分布式架构下，高性能系统从毫秒、微秒再到纳秒不断刷新着金融交易的速度，相应系统已在国联证券、财通证券、恒泰证券、浙商证券等诸多机构落地。

未来，恒生将继续在金融级分布式技术领域深耕与拓荒，为金融行业注入前沿技术能力、为金融机构业务创新赋能。