创新集中式架构和分布式架构，哪一个更完美？中国银行的IT实践告诉你答案

Posted 2021-04-14 区块链新金融实验室

来源：金融电子化

原标题：主机下移，让IT应用更自如 —— 中国银行技术架构转型之主机下移项目建设纪实

近十年，传统商业银行信息科技建设取得了长足的进步。与此同时，全球化进程加速、客户需求更加复杂多元、跨界竞争不断加剧，使传统商业银行面临着愈加严峻的生存挑战，也面临着全新的历史发展机遇。当前信息技术蓬勃发展，传统商业银行亟需构建面向未来的全新客户服务模式，打造融入生态产业链的全球化金融服务能力，建立起差异化竞争优势。在此背景下，各大商业银行均在探索切实可行的技术架构转型道路与方案。2010年后基于X86平台的分布式技术体系快速崛起，分布式架构越来越受到业界的青睐，金融业正在经历一场前所未有的从集中式架构到分布式架构的变革。

作为具有优良创新传统的老牌国有商业银行，中国银行在新技术的浪潮中积极顺应时代发展趋势，较早明确了集中式架构与分布式架构并重的总体IT架构发展策略，并于2014年起开始探索建设“基于X86平台、分布式计算”的中银易商产品体系，截至目前已完成互联网金融、反欺诈、普惠金融等各个领域总计41个系统的建设工作。不断的探索前行与攻坚克难，积累了经验、锤炼了队伍。2017年4月，中国银行在总结近年来实践经验的基础上，打响了技术架构战略转型的攻坚战——主机下移（一期）项目。2018年1月，项目历时9个月成功投产。

项目建设顺利平滑

主机下移不等于完全弃用集中式架构，而是通过优化系统架构，将部分应用从集中式部署向分布式部署转变，构建多平台、多技术融合的架构。主机下移旨在减少对主机的单方面依赖，实现自主可控，降低安全风险和成本。

中国银行主机下移（一期）项目新建了基于X86平台的分布式非金融核心银行系统，将目前主机核心系统上对数据时效性不敏感且资源消耗较高的35项非金融服务下移到该平台，以达到主机平台削峰降本的目标。

项目于2017年4月决策启动，8月份完成配套外围系统的改造投产。2017年10月正式进入X86端投产切换周期，分别完成了系统环境搭建、应用版本部署、铺底文本迁移、无缝数据同步等相关工作，并于2017年11月30日至2018年1月12日期间分五批次完成35项非金融服务的实际切换。据悉，项目建设整个过程规划周密、推进有序，确保了在客户完全无感知情况下的顺利投产。

集中式与分布式并重的融合架构是一种适合银行业务特点的架构方案，它强调整体上采用分布式架构，一些关键应用上采用集中式架构。中国银行主机下移（一期）项目聚焦了商业银行的关键领域——核心银行系统，是分布式架构在中国银行核心应用的首次尝试。项目的成功实施是该行技术架构战略转型系列工程进入新阶段的里程碑，也是自主可控战略的关键一步，既承接了部分主机核心业务功能，以更高性价比对主机进行分流减负，又突破了现有技术边界，为未来核心业务不受主机能力约束实现快速创新奠定了基础。

技术架构科学严谨

项目建设初期，中国银行明确了其分布式非金融核心银行系统与主机核心处于等同的地位，犹如巨象与蜂群，共存共舞。主机核心就是集中式架构下的一头巨象，步履沉重，但是踏实稳健，分布式核心犹如一群辛勤劳作的小蜜蜂，灵活快捷，但是需要统一指挥。两者相辅相成，各司其职，取己之长，补人之短，共同为客户提供更可靠、更高效的金融服务。

为了实现两者的统一协同，项目在整体架构上进行了全方位的设计，在企业总线端新增与分布式核心银行系统的连接链路，同时增加参数配置功能，对于下移范围内的35项非金融服务具备将来自不同渠道、不同系统、不同机构的不同服务请求分别路由到主机核心或分布式核心的能力。

此外，在企业总线端还新增了与分布式核心的嗅探机制，由分布式核心根据自身的健康状况，通过实时心跳向总线汇报当前是否可以提供服务。总线负责在失去心跳连接或分布式核心报告自身不可用时将后续服务请求路由回主机核心。

外围系统根据自身业务场景的不同，确认是否有对数据实时性要求极高的情况，并对相应场景通知总线选择回主机的路由路径。

为了保证分布式核心系统的服务效率及高扩展性，同时对其进行了科学合理的架构设计，其架构如图所示。 

分布式核心系统架构示意

中国银行分布式非金融核心银行系统采用主流分布式SOA治理框架，结合自身业务特点，将系统划分为网关层、应用服务层和数据访问层。层与层之间使用Dubbo服务治理框架，每层均具备灵活的水平扩展能力。

同时基于业务需要和技术考虑，构建了粒度适宜且具高复用度的核心微服务，每个服务均可单独部署、单独运行。为了承接主机核心庞大的数据量，还对数据库层进行了分库分表设计，并通过自主研发的轻量级数据访问引擎屏蔽了数据布局对上层应用的影响。

项目方案优势突出

基于上述架构的设计，中国银行主机下移（一期）项目在整体上呈现出四个显著的特点。

一是客户零感知。依托总线层良好的参数配置设计及分布式核心系统的一点反馈机制，该项目实现了35项非金融服务在主机核心及分布式核心之间的秒级切换，切换维度包括分渠道、分系统、分服务、分机构等，保证了投产之时对客户服务的零影响，也为后续X86服务出现问题时增加了一层保障。

同时在分布式核心系统还采用了多项措施保证分布式服务的效率，包括参数统一加载缓存、优化端到端传输信息、业务流程重构、数据切片等，显著提升了X86端的联机交易性能，保证了外部客户、外部系统在调用核心系统非金融服务时的零感知。

二是数据零断点。为了保证分布式核心系统数据的时效性，选用IBM的数据复制工具Q-REP进行主机数据库与X86数据库之间的数据准实时同步，并通过数据库表级的并行数据传输机制进一步缩短两者之间的数据延时。项目上线后，经实践检验，在联机高峰时段，X86端数据仅落后主机端0.76秒，可以满足绝大多数非金融服务场景的需求。

在数据迁移时采取月底全量数据铺底、每日增量数据迭代、最后一日工具无缝追平机制，保证了分布式核心数据与主机数据之间的零断点，并通过日常X86与主机之间的数据核对及差错追平机制，随时对X86端数据查缺补漏，确保万无一失。

三是服务灵扩展。中国银行分布式核心系统一直遵循微服务的设计原则，对业务进行了横向切割与纵向分离，提炼出颗粒度适宜、可复用、可独立部署的各项服务，形成对外接口，通过服务注册中心进行统一注册、发布与协调。

同时，在数据库设计上，分布式核心采取独特的四象限分库原则，根据数据库表的使用频率及容量的不同进行科学的分库分表，并自主研发了轻量级数据访问引擎，快速定位数据切片位置，保证数据库层的水平弹性扩展能力。

四是系统灵运维。分布式系统最大的难点在监控，最大的痛点在运维。依托建立在中国银行自主研发的客户服务平台上的网关层，分布式核心银行系统实现了界面直观、指标全面的交易监控功能，可以实时获取服务的TPS数、响应时间、成功率、资源使用情况等关键信息，帮助运维人员快速发现问题、解决问题。后续通过集成中国银行日志监控平台的功能，还可以实现更全面、更细致的端到端监控及应用日志监控功能。

同时由于分布式系统的应用耦合度低，各层均具备横向扩展能力，支持资源按需分配、灵活部署，因此运维人员可视生产运行情况随时增加资源以应对计划内的交易高峰。

实际应用成果显著

中国银行分布式非金融核心银行系统投产以来，承载了中国银行核心业务一半以上的交易量，在联机交易高峰，交易量已经超过5900笔/秒，全天承载交易量超过1.85亿笔/日，高峰期交易分流比例达到58%，总计节省主机CPU资源28000 MIPS，折合人民币6亿元以上。交易响应时间仅30毫秒，达到与主机集中式核心系统同样的水平。

2017年全年，中国银行交易量增幅接近40%，其中非金融交易量增幅接近50%。因此在可预见的未来，分布式核心将承载更多非金融交易量，带来持续的经济收益。

坚定不移推进架构转型

主机下移（一期）项目投产以来，实现了中国银行在架构转型战略上的预期目标，为后续工作奠定了良好基础。据悉中国银行下一步分布式转型将重点体现在以下三个方面。

一是持续下移核心系统非金融交易，实现集中式与分布式架构的完美融合。目前分布式核心已承接主机核心35项非金融服务，后续中国银行还将启动主机下移（二期）项目，继续推进非金融服务下移工作，更多地分流主机交易。同时将对分布式核心系统与主机核心系统的功能范围进行更加深入的探讨，重新进行功能布局，将更多独立的功能剥离出来，充分发挥分布式体系快速响应、应对灵活的特性，实现集中式架构与分布式架构的完美融合。

二是重新打造X86贷记卡系统，进一步减少对主机系统及外部厂商的依赖性。中国银行贷记卡系统由于历史原因，目前仍运行在主机系统上，借助核心系统下移的东风，贷记卡系统也将加快脚步，迎头赶上，投入分布式、X86的怀抱。重构在X86系统上的中国银行新一代贷记卡系统，必将实现自主可控、敏捷高效、安全稳定的目标。

三是以海外特殊监管要求为突破口，进行海外轻量级小综合系统的尝试。由于核心银行系统庞大繁杂的业务逻辑，要求严格的交易一致性，因此业内使用X86建设全新的核心银行系统的案例并不常见。从2011年开始，中国银行进行了海外系统整合转型工程项目。经过系统预研、亚太批次、欧非批次、美洲批次、港澳批次，先后完成了46个国家和地区的系统整合和全球化的集中，统一使用部署在北京数据中心的主机核心银行系统及全球统一的外围产品系统。但是有部分海外行（如雅加达、俄罗斯、土耳其、智利等）监管要求IT系统必须部署于当地，由于主机成本较高且涉及系统众多，现有布局难以满足所有海外分行的要求。为此，中国银行将以上述特殊监管行为突破口，按照“采用分布式体系结构及X86技术体系、去IOE化、先核心后综合”的总体发展思路，持续推进技术架构转型、新兴技术研发，开展海外轻量级小综合系统的技术研究工作。据悉，目前该项工作已完成技术预研，即将进入全面开发阶段。

当今世界，信息技术快速发展、频繁创新，正推动着人类社会由信息时代迈入以开放、兼容、共享为特征的数字化时代。数字化时代全球范围内的社会形态、经济格局和竞争态势正在发生深层次变革。在适应数字化时代浪潮的过程中，中国银行等传统商业银行牢牢把握技术发展趋势，在分布式架构转型等方面均进行了有益的探索。我国传统商业银行不仅需要通过技术架构战略转型夯实适应新时代的技术基础，更要借鉴互联网企业的成功实践经验，推动传统商业银行信息科技革故鼎新，促进业务与科技深度融合、良性互动，打造快速敏捷、富有弹性的研发能力，并将科技引领的创新基因融入企业发展的血脉之中，助力国家打造新时代的金融重器。

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