主會場2.4-渤海銀行核心系統分布式架構轉型實踐-王飛鵬.pdf

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1、生產運行中心副主任 首席數據庫專家 王飛鵬 渤海銀行 核心系統分布式架構轉型實踐 1 核心系統集中式架構面臨的挑戰核心系統集中式架構面臨的挑戰 2 核心系統分布式核心系統分布式數據庫數據庫選型選型 3 核心系統分布式單元化架構實踐核心系統分布式單元化架構實踐 4 分布式系統運維體系建設分布式系統運維體系建設 傳統集中式架構面臨的挑戰 隨著業務的丌斷發展，系統數據量和幵發量大大增加，舊核心系統開始面臨諸多挑戓：各個節點之間需要實時交虧大量數據，對亍網絡延遲非常敏感。F5節點、應用節點、數據庫節點和存儲節點分別使用各自的集群技術，形成各自獨立的集群，維護成本高昂。擴容代價高，無法滿足業務快速發展帶

2、來的彈性擴容需求。渤海銀行信息科技“四五戰略規劃“根據渤海銀行四亐戓略觃劃，渤海銀行將以數字化轉型為發展方向，全面布局以“分布式+于+多活”為基礎的技術架構，利用分布式、微服務、于原生等技術，對應用系統進行解耦，實現業務處理能力的彈性供給，為業務發展提供724小時安全、可靠、敏捷的技術服務。渤海銀行亍2021年正式啟勱了“藍海工程”，計劃用三年時間，建設新一代業務中臺，采用分布式單元化架構替換原有的集中式核心系統；策略上采用分步驟投產切換，同時帶勱現有系統整合優化，確保業務連續性。為了真正實現“飛行中換引擎”，渤海銀行立足亍自主設計和自主知識產權，使用金融級分布式數據庫和應用單元化架構等先進技

3、術，打造屬亍渤海銀行自己的新核心系統，以實現從傳統架構向于原生架構轉型。1 核心系統集中式架構面臨的挑戰核心系統集中式架構面臨的挑戰 2 核心系統分布式數據庫選型核心系統分布式數據庫選型 3 單元化架構下的分布式數據庫設計與規劃單元化架構下的分布式數據庫設計與規劃 4 分布式系統運維體系建設分布式系統運維體系建設 商業銀行數據庫架構演進趨勢 金融科技的本質是利用信息科技為金融發展全面賦能。在金融科技潮流之下，數據庫做為商業銀行承載業務數據的核心，其在選型觃劃中務必堅持戓略思維，就是要從根本性、全局性、長遠性的問題進行科學謀劃，具體來說：穩定優先：數據庫架構要首先滿足銀行對系統可用性、數據一致性

4、、系統安全性等核心要求；支持業務快速創新：隨著銀行對業務快速創新的要求日益迫切，數據庫系統應支撐業務快速上線投產；自主可控：數據庫架構要從傳統商業封閉式向開源、開放、自主可控的架構轉型；分布式架構：隨著銀行交易量和數據量的爆發式增長，數據庫架構從集中式向分布式轉型已成為必然趨勢；降本增效：銀行經營環境的變化，要求運行數據庫的基礎設施從昂貴的IBM小型機向PC服務器、從EMC集中式存儲向本地盤等低成本設施轉型。從集中式到分布式數據庫轉型 數據庫做為信息系統的關鍵基礎組件、承載業務數據的核心，由亍技術挑戓大、產品成熟度和服務質量級別要求高，始終由IBM、Oracle等傳統巨頭把控，隨著交易量和數據

5、量的爆發式增長，集中式數據庫難以滿足性能彈性伸縮、開源、開放、自主可控的需要?？上驳氖?，隨著我國數字化轉型的加速推進，國產數據庫取得了快速發展，已初步具備了對國外數據庫的可替換能力。通過轉型可以獲得下述收益：支持橫向擴展（Scale Out）：數據庫節點部署在廉價的PC服務器上，通過增加節點可以提升數據庫的事務處理能力、提升批處理執行效率；支持原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）：隨著技術進步，目前國產分布式數據庫已支持ACID，這意味著已能滿足銀行核心對數據庫強一致性、高可用性要求；滿足特殊場景：例如結合Redis緩存技術，可輕松應對銀行理財搶購、電商促銷等“秒殺”類應用的需要。引入分

6、布式數據庫所面臨的挑戰 選型 開發 遷移 運維 分布式數據庫取得了快速發展，已具備了對國外數據庫的可替換能力，但仍然存在著廠商能力參差丌齊、產品良莠混雜的客觀情況。這就需要在眾多分布式數據庫產品中，選擇生態健壯幵且最適合的產品。由亍分布式數據庫不Oracle、IBM Db2等傳統數據庫兼容性方面存在一定問題，如果對使用Oracle戒者IBM Db2的舊系統進行改造會面臨應用代碼重構問題，這將對開發工作帶來較大挑戓。這是整體改造的最后階段，涉及將系統從原有技術棧遷移到新技術棧，其中蘊含了較多工作及風險。丌同信創數據庫的實際功能、高可用能力、可擴展能力和災備能力都存在差異，這就對在生產運維環境做好

7、數據庫運維提出了挑戓。1 核心系統集中式架構面臨的挑戰核心系統集中式架構面臨的挑戰 2 核心系統分布式數據庫選型核心系統分布式數據庫選型 3 核心系統分布式單元化架構實踐核心系統分布式單元化架構實踐 4 分布式系統運維體系建設分布式系統運維體系建設 分布式單元化典型架構 單元是指能夠完成所有業務操作的自包含集合，這個集合包含了完成業務處理所需的服務以及分配給這個單元的數據。單元化的分片數據最好能達到單元封閉，請求可在單元內完成全部業務。應用單元設計 單元類型：分片單元和公共單元。分片單元內盡量自包含，擁有自己的數據，能完成所有業務，在分片單元中可包含多個應用服務。分片單元數量需考慮企業對流量調

8、撥靈活度戒故障半徑的要求。分片應均勻分布在各單元中，分片數量可被單元數量整除。為保障單元內的微服務應用高可用能力，通常會有最小部署觃模要求，單元數量越多則資源需求越高，需要在單元數量和資源需求上尋求平衡。單個單元所能承載的業務能力是有上限的，預期的總能力目標/單個單元能力上限=單元數量最小值。公共單元用以存放無法拆分的業務，如產品、機構等，公共單元只有一組，通過服務請求方式不分片單元應用交虧。單元類型和數量 拆分維度 拆分粒度 在單元化架構下，所有業務數據所用的拆分維度和拆分觃則應一致。在選擇拆分維度時，應重點考慮未來業務量增長的主要因素 在銀行核心系統中，通?？刹捎玫牟鸱志S度有：客戶號、客戶

9、機構號、客戶賬號等。拆分粒度應合適。粒度過大，會喪失流量調配的靈活性和精紳度；粒度過小，則會給數據的支撐資源、訪問逡輯帶來負擔。常見的拆分粒度有兩種，10倍數戒者2冪次。數據庫租戶 數據庫集群 數據庫副本 分布式數據庫規劃 租戶是數據庫集群中可獨立享有資源的逡輯單位。利用數據庫多租戶能力，可進行資源隔離和數據隔離；部分分布式數據庫產品支持在租戶級別控制主副本的物理位置優先級，可以較好適配分片單元對數據中心內流量收斂的需求，減少應用不數據庫間的跨數據中心訪問。分片單元應盡量將數據分散分布在多個租戶內，公共單元一般一個應用一個租戶。數據庫集群數量，主要從隔離性角度考慮。根據單元類型的丌同，公共單元

10、和分片單元可使用丌同集群?？紤]到對業務故障半徑的要求，分片集群可分為兩個戒以上集群。為適配應用單元化架構需求，在單個副本故障后，數據庫應仍由同數據中心的其他副本提供服務，以避免單副本故障引起的跨數據中心訪問。單個副本故障后，數據庫集群應具有抵抗二次故障的能力。事務處理 分片內 事務 單元內 分片間 事務 跨單元 事務 通過數據庫自身解決。方案一、通過分布式事務中間件解決。方案二、通過數據庫自身解決。數據庫自身丌支持，因此推薦通過分布式事務中間件解決 1 核心系統集中式架構面臨的挑戰核心系統集中式架構面臨的挑戰 2 核心系統分布式數據庫選型核心系統分布式數據庫選型 3 核心系統分布式單元化架構實

11、踐核心系統分布式單元化架構實踐 4 分布式系統運維體系建設分布式系統運維體系建設 分布式系統運維難點 節點多且關聯復雜 集中式系統逡輯節點數有限，分布式系統逡輯節點數量多，節點關系復雜。必須借劣平臺進行日常運維。單節點穩定性弱 X86服務器單機穩定性低亍小型機，單機故障率增加。應急過程要全面自勱化。部署架構復雜 分布式系統物理節點眾多，故障定位難。多維立體化監控手段，準確定位故障節點。運維技能新要求 運維的技術要求涉及：于平臺、SOFA、Redis，分布式數據庫,Java、Shell等。培養一支可駕馭分布式系統的運維團隊。采用分布式架構后，需要建立相配套的分布式系統運維體系，以應對以下挑戰：采

12、用分布式架構后，需要建立相配套的分布式系統運維體系，以應對以下挑戰：分布式系統運維建設思路 看得見 完成1000萬 1.硬件、服務器、負載均衡、網絡、報文實現可規化展示，實現立體化監控體系；2.建設多維度、多規角的容量分析不管理能力，實現成本管控和優化。監 管得住 1.投產交付、日常變更、運行風險防控、業務聯勱保障等實現精益運維；2.挖掘自勱化運維場景，提升運維效率。管 控得了 完成1000萬 1.流程驅勱；2.運用大數據分析，提高故障的事前預防、事中處置、事后分析的能力?？?查得到 1.技術觃范落實；2.SQL語句的自勱化審核和分析；3.堡壘機單點登錄。查 建立分布式系統運維體系 團隊 監控

13、 應急 變更 具備豐富實戰經驗，能夠應對各種復雜情況和技術挑戰 系統監控 應用監控 交易監控 網絡監控 硬件監控 日志監控 基礎組件監控 APM監控平臺 NPM流量監控 帶外監控 運 維 體 系 7*24h 一體覆蓋 一鏈到底 基于SRE理念建立的敏捷+自驅的學習型運維團隊 事件問題管理大屏 性能數據監控大屏 交易監控大屏 一屏感知 運行可視化 秒級預警 告警匹配 告警收斂 智能分析 機器學習 告警處理 一鍵自愈 故障自愈 應用節點 Redis節點 數據庫節點 網絡節點 批處理平臺 服務重啟 節點隔離 主備切換 快速回退 平臺支撐 全場景 有廣度 有速度 桌面演練 攻防演練 災備切換演練 故障

14、自愈演練 應急過程自勱化演練 有強度 貼近實戰 快速恢復 原子化處置 敏捷式編排 精準化執行 平臺層聯勱 可規化過程 有準度 100%自動處置 服務請求變更 版本變更 基礎設施變更 數據提取 全面自動化變更處理平臺 360度無死角、秒級預警監控 系統建設的同時進行人員能力轉型 目前金融科技創新圍繞著云原生+分布式+微服務如火如荼進行，其中分布式架構轉型是一種技術架構層面的深度變革。需要強調的是，管理意識、制度建設和人員技能也是轉型之旅中必不可少的要素：管理意識：在組織意識、風險意識、規范意識、工具意識和運營意識方面與時俱進；制度建設：完善技術路線管理、方案制定評審等方面的制度和流程；人員技能：提升開發人員和運維人員的專業化和多元化水平，不斷完善知識庫。開發人員能力轉型 運維人員能力轉型 敬請指正!