案例 | 中小银行分布式架构探索与实践

上海农商银行在分布式架构转型方面进行了积极探索与实践，走出了一条具有自身特色的转型之路，通过明确转型策略、构建技术栈、开展平台与应用建设、规划云平台及研究分布式数据库等举措，逐步推进分布式架构转型，但仍面临基础平台建设、应用转型、安全生产等方面的挑战。

集中式架构与分布式架构特点及对比

• 集中式架构

  特点：计算、存储在一套硬件体系内，无需面对网络分区问题，通过存储冗余和软硬件优化实现高效运行，成熟稳定、可靠性好，部署结构简单，设备数量少，运维复杂度低。

  问题：

  成本控制：高并发业务系统采用小型机，核心账务系统用主机设备，软硬件及运维成本高昂。

  处理能力限制：垂直单一扩展模式，不具备横向处理能力，处理能力受限。

  风险控制：扩展性不足，业务集中在单点，故障影响大，难以保证7×24业务不中断。

  快速交付：传统开发模式耦合度高，软件和产品交付周期长，无法满足互联网快速交付要求。

• 分布式架构

  特点：按维度拆分系统功能，通过负载均衡分摊业务到多个节点处理，采用开放架构，节点松耦合，对底层产品依赖降低，可基于廉价硬件和开源软件构建，成本低，可用性和可扩展性好，边际成本随应用规模扩大而降低。

  难点：要做好各节点协同工作，处理好数据一致性和完整性问题。根据CAP理论，需牺牲一致性保障可用性和分区容忍性，通过复杂应用设计保障最终一致性，增加了应用设计和研发复杂度，对运维管理和异常处置要求更高。

  优势：在经济性、安全自主、灵活性、可伸缩性等方面优势明显，随着金融系统交易量和数据量增大，优势更突出。集中式系统在可维护性、一致性方面有优势，分布式系统需借助先进中间件和大规模运维平台达到同等或更高水平。

架构演变及转型策略

• 架构转型关键点

  架构理念：传统架构采用“峰值性能”规划，业务处理能力静态有限；分布式架构采用“弹性伸缩”模式，按“动态性能要求”规划，机器资源灵活动态增加，能快速响应业务高峰期处理能力要求，降低IT资源成本，满足高并发突发性业务需求。

  设计模式转变：传统系统设计是“竖井”式，系统独立运行，通过应用集成和数据总线互连互通；分布式架构强调组件化和服务化，功能模块灵活划分，数据采用LOCAL存储实现分布式访问，通过轻量级服务和消息机制整合应用和数据。

  IT运维模式：传统IT运维强调标准化和流程化；分布式架构下，需实现数据和管理节点实时动态调整，运行监控更自动化、敏捷化和智能化，还要研究和应用DevOps开发运维一体化模式。

  人才建设：分布式架构核心技术与传统架构差异大，人才短缺问题逐渐显现。市场上分布式架构人才主要聚集在互联网公司和大型银行金融科技公司，人力成本高。中小银行需倾斜人力资源政策，创新薪酬体系，建立核心技术团队。

• 架构转型实施策略

  坚持架构规划先行：确定转型目标，明确实施路径，在业务支撑方面实现高并发、可扩展、支持海量数据存储及访问；在系统建设和运维方面，完成基于通用廉价硬件的基础设施建设，提升自动化运维能力，降低开发运维成本。

  循序渐进、分批实施：以分布式扩展和大数据处理应对高并发计算需求，逐步构建适合银行的分布式架构技术栈，从传统技术和云计算技术结合的混合架构过渡到开放分布式架构。

上海农商银行分布式架构应用实践

• 确定架构转型策略及目标：2015年开始，根据业务发展需求研究制定大数据平台、移动互联网平台及云计算整体架构规划，采用大数据处理、分布式计算等技术构建基础金融平台，按照“建平台、部应用、练队伍”思路开启转型之路。
• 构建分布式架构技术栈，开展平台、应用建设

  2016年确定技术栈，包括分布式服务、事务框架、缓存、消息等。构建基于开源Hadoop技术的企业级大数据平台，引入多种技术组件，支持强一致性和最终一致性模式，完成大数据生态生命周期管理构建。

  2017 - 2019年实现历史数据存储系统、影像系统等从集中式架构向大数据平台分布式架构迁移，构建5个基础应用平台。通过分布式消息平台实现应用级数据交互，支撑创新型应用，提升业务处理效率。目前大数据平台接入系统68个，存储数据217TB，为多个业务应用和联机交易提供支撑，实现业务数据串联，发挥数据资产价值。

• 规划基础云平台建设：2017年按照“云数据中心”理念规划基于分布式的Paas金融云基础架构，开展相关技术预研，践行DevOps理念，进行容器云系统规划等。通过实践确定技术路线，为后续PaaS平台建设提供支撑，后续还将开展网络SDN对接等工作。
• 分布式数据库研究和试点：2018年开展分布式数据库技术探索和研究试点，验证关键能力。2019年底筹备成立联合创新实验室，开展关键技术预研和应用试点工作。

展望与挑战

• 基础平台建设方面：缺少开箱即用、适应分布式架构的体系性解决方案，银行业金融机构在很多领域需依托开源产品自行定制开发，对开源产品和底层技术掌控深度有待加强。
• 应用转型方面：商业银行长期积累大量软件资产，转型需投入大量人力资源，分布式转型与业务创新平衡难度较高。
• 安全生产方面：分布式技术和人员相关技能需逐步完善成熟，对生产稳定运行带来挑战，商业银行需在实践中创造性解决各类问题。

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