大机核心系统下移云原生方案
所属单位:阿里云计算有限公司
参与奖项:最佳金融信创突破奖
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阿里云大机核心系统下移云原生方案整体采用分布式架构,确保系统没有任何单点瓶颈,系统吞吐量相比传统IOE架构能力提升10倍以上,同时具备高可用及容灾能力,当出现异常场景的时候可以做到秒级切换,确保整体的业务连续性。

方案背景

银行核心系统是银行业务信息化处理的引擎,是银行IT系统中最关键的环节。过去,中国商业银行核心系统的标配是IOE,即IBM服务器+Oracle数据库+EMC存储器的银行核心系统架构;在IOE架构之上,还有一道坎,那就是大机,计算,数据库,存储高度集成。

银行核心系统的变化,与移动互联网技术的发展息息相关。2012年,中国“跑步”进入移动互联网时代。当时网民总规模5.64亿,而手机网民已经达到了4.2亿。各大互联网公司用尽浑身解数争夺移动互联网的应用场景, “移动支付”正是其中之一。中国支付清算协会发布的《中国支付产业年报2022》显示,截至2021年底,中国网络支付用户规模达9.04亿,占网民整体的87.6%。用户“支付”的线上化和碎片化,给银行核心系统带来了新挑战。“支付碎片化使得银行交易量变大,银行核心系统必须要提高性能和效率。集中式的IOE架构逐渐满足不了交易碎片化带来的峰值交易量,性价比也越来越低。

与此同时,政策方面对银行系统自主可控的要求,也加速了去IOE进程。2019年9月,央行曾发布《金融科技发展规划》三年规划,着重提到引导金融机构探索与互联网交易特征相适应、与金融信息安全要求相匹配的云计算解决方案。

方案目标

阿里云大机核心系统下移云原生方案采用分布式架构来解决银行业务创新对系统弹性能力的需求,将未来银行核心系统打造成具有“云原生+分布式服务+数字化能力”特征的IT系统。

采用分阶段稳步推进的技术方案。第一步先把大型主机外围的系统逐渐迁移到分布式云平台之上。第二步,把大型主机上的核心应用往这个云平台上迁移。打造新一代分布式核心系统,大幅提升银行对核心技术的自主创新能力,助力提升综合服务效能及竞争力。

方案特点

阿里云大机核心系统下移云原生方案包含新一代云平台+分布式数据库+分布式中间件+单元化部署+同城多活多项关键技术能力。应用架构具备层次化、领域化、组件化、模块化、平台化、灰度发布和敏捷交付等特征;数据架构具备标准统一、数据共享、外部数据丰富、智能化服务等特征;技术架构具备多中心多地多活分布运行、分布式、微服务体系、弹性伸缩、不依赖于主机、高性能运行和信创能力等特征。具体包含以下关键技术功能和特点:

一是阿里云成熟的飞天云平台产品,打造Iaas、Paas一体化云计算平台,实现ITaaS(IT as a Service)的理念,可与软件开发体系和生产运维体系无缝对接;

二是全面满足信创发展路线的要求,从云平台底座到软件服务具有全链路信创运行的能力,同时保障分布式应用高性能稳定运行;

三是实现基础资源以及应用层容器资源弹性供给,按照分布式技术框架,支撑业务系统实现多中心多活的高可用容灾体系;

四是具备提供大规模应用上云的基础,提供完善的应用框架,对应用系统提供稳定、持续、高性能的支撑;

方案支持实现支持多地多中心单元化架构,提供从流量、应用层、平台层到数据层的端到端方案,支持全业务系统多层次单元架构,支持自定义跨中心无损流量调拨、流量路由,提供产品化的多层次单元架构管理和控制平台。

方案业务流程图

大机核心系统下移云原生方案业务流程图

实现功能展示

1、打破核心系统性能瓶颈:

阿里云大机核心系统下移云原生方案帮助银行核心系统从整体设计上采用分布式架构以确保系统没有任何单点的瓶颈,在前端接入层,路由层,应用层,数据层,底层基础设施各个层面都具备分布式和线性扩展的能力,吞吐能力可提升10倍以上。在数据层结合OceanBase数据库进行百库百表设计,单条数据查询的返回时间可提升约50%。在压测演练中,性能轻松摸高6000TPS。

2、核心系统可用性和可扩展性大幅提升:

以银行信用卡业务系统为例,系统支撑着交行几亿客户交易,需要满足7x24小时持续服务,高可用容灾要求达到5级,原有业务系统数据库基于传统大机封闭模式运行架构,IT建设成本高昂的同时,扩展性和稳定性都风险较大,并且因为业务并发量的不断增加,数据库系统处理能力不足的问题凸显。冷备机房随时待命但不提供数据服务,资源利用率不足10%。

阿里云大机核心系统下移云原生方案通过飞天云平台整体的高可用及容灾能力,可以实现双机房同时对外提供服务的同时互为灾备。在数据层面,阿里云基于OceanBase多租户特性,设计了跨多集群百租户百库百表单元化,实现机房级收敛和流量调拨,达到两地四中心多地多活+单元化能力,当出现异常场景的时候可以做到秒级切换,以确保整体的业务连续性。

方案案例及效果

荣获2022年科技赋能金融业数字化转型突出贡献奖。

阿里云大机核心系统下移云原生方案成功应用于部分银行,2022年8月,帮助某银行在3个月内快速搭建新一代分布式云平台,并完成贷记卡核心系统云化升级,支撑9000万级别的日均交易量,“两地三中心、单元化多活”的容灾架构,确保“常切”“敢切”和“能切”。该项目也成为中国金融史上银行首次实现大机一步下移云平台的新突破。

阿里云大机核心系统下移云原生方案帮助银行核心系统能够实现快速业务交付以及灵活、富有弹性,整体的处理能力较原有系统提升可达10倍,理论上具有无限横向扩展能力,而且成本仅为原系统1/3不到,保守估计未来五年可以节约成本约10亿元。

方案未来展望

阿里云大机核心系统下移云原生方案利用分布式技术,分布式数据库,中间件,云的弹性能力,单元化处理、异地多活等先进技术,打破银行传统架构对业务敏捷、弹性扩展的限制,推动金融行业系统架构革新发展。

阿里云大机核心系统下移云原生方案为100%自主创新。阿里云大机核心系统下移云原生方案采用国芯服务器、国芯网络设备、信创可控操作系统,在IAAS层构建飞天云计算平台,在PAAS层使用OceanBase数据库以及新一代Sofa分布式开发框架,在全新硬件架构基础上运行全新技术栈的核心应用。

该方案可实现一云多芯,银行核心业务通过云平台的多芯能力能够进行平稳和无损的过渡,既保障业务不受影响,同时也可以在新的多芯环境中让技术得到充分的磨炼,为后续更多重要业务实现自主可控提供了可靠的演化路径。