“兼容并蓄”金融行业基础架构体系的演进思考

高勇 北京银信长远科技股份有限公司副总经理

“近五年，随着云计算在各个技术细分领域发展的突飞猛进，国内外金融机构纷纷从观望调研的态度转变为进行实质性的尝试和实践。无论是以Openstack为代表的IaaS还是最近大热的容器技术为基础的PaaS架构及分布式架构解决方案在金融机构中都获得了不同程度的关注，有一些在这方面走的前面的金融企业，甚至已经建立起初具规模的云计算生产平台为各种新兴业务提供赋能和支撑。在这个发展阶段中，由于金融行业的固有业务属性和特点，以及诸多历史及环境因素，分布式架构体系能否逐渐挑战传统的集中式架构体系，以及未来如何更好的演进成为行业内外所关注的焦点，本文将尝试对此领域的一些基础问题进行分析和探讨，希望能够起到抛砖引玉的作用，对大家有所启发。”

前言

在云计算这种技术和运营模式形成之前，长久以来，在IT技术及其行业应用领域，每一次技术变革，给企业级用户带来的都是更快更强的计算能力，更稳定的支撑架构，更灵活的应用和管理手段，更丰富的功能和体验。但是基本保持恒定不变的，是底层的计算支撑体系。而计算机科学理论体系的发展和其他学科一样，先行于工程实践，在理论界比较早的阶段就有学者和团队研究和提出了不同于传统基础计算体系的分布式计算体系，但是由于工程实践发展的滞后，在很长一段时间内，分布式计算体系的实践几乎都集中在了高性能计算领域，集中在军工，能源，科研等专有领域，真正能够用于商用的企业级场景的技术体系，技术方案和最佳实践几乎没有。
互联网的崛起成为了推动分布式计算体系及实践从专有领域向更广泛的商业领域发展的的主要推动力。有意义的是，互联网领域相关技术得以验证和传播，反过来促进和缩短了IT产业自身对于将成熟的新一代计算理论投入实践，实现工程化和通用化的周期。由于这样一个本质性的技术价值的流动和增值，IT产业在基础计算体系上的产出成果，进一步的影响到了企业级市场。从而导致企业级市场在逐步接受云计算这种模式的过程中，也陆续开始接受和采纳支撑它的基础计算体系 – 分布式计算体系。

图一: 基础计算体系的三种形态

但是不同行业其基础计算体系的发展和演进历程从一开始就有很大的差异。互联网企业从规模化发展的第一天开始，其基础计算体系就因其业务特点，选择了以分布式计算为主的演进道路(如大规模的x86集群, 虚拟化，负载均衡,分布式存储/数据库等)；而传统的企业级用户，由于历史及当前的诸多因素，其基础计算体系长期在传统计算架构框架内发展，在短期内也不太可能作出颠覆性的改变，如经典的集中式架构体系。因此，随着IT技术的发展，对企业级用户来说，考虑两种基础计算架构的融合以及未来基础计算体系的演进问题越发显得越发必要。在国内金融行业，这种关注和考虑充分反应在了从国家层面的行业技术指引和监管层面到各类金融机构和企业自身开展的各种尝试和验证与外部IT技术交流与合作上。
要对这个问题有一个深入的剖析，我们最好还是从现象和问题中总结归纳，结合IT产业发展的本质和趋势进行思考。

IT产业在基础计算体系方面的发展趋势观察与思考

1、分布式计算体系的发展趋势
理论引领工程实践，工程实践加速理论成熟。无论是云计算产生前还是蓬勃发展的今天，相关基础计算技术的工程实践，都首先来自于计算科学理论方面的成熟的成果。回顾过去10年中，在顶尖的计算科学相关的学术成果中，除了安全(密码学)相关的理论成果之外，有超过半数的被业界认可的计算理论成果，都与分布式计算，分布式通信，分布式存储和分布式数据库相关。

2、集中式计算体系的发展趋势
虽然分布式计算体系市场在高速发展，但是在企业级应用市场，核心IT厂商一直在致力于集中式计算体系架构的研究。IBM作为同时跨越计算机科学和工程方面的顶级科技公司，在过去的漫长时间里，打造了一套久经考验的基础计算体系，并在这套体系框架内，研发和推广其软硬件产品和服务。成为了包括中国在内全世界绝大多数金融企业的核心基础计算体系和支撑平台。同时，借由其在计算领域的材料，芯片及计算科学理论研究和工程方面的规模和实力，在近几年对于云计算方面持续进行更新工作，从云端的沃森，云计算平台，到面向关键计算领域LinuxONE基础计算架构。LinuxONE基于IBM z13大型机，是集中式的架构，最多可以支持8000台虚拟机同时工作。一台主机几乎能抵得上成百上千台x86服务器，单就这一点在部署、运维、管理等方面都能帮用户节约大量的精力和资源。同时，LinuxONE还支持云计算，特别是对OpenStack云计算平台行业标准的大力支持，可以实现单台主机集中部署分布式计算框架，完美地与分布式云计算战略融为一体，可以降低企业实施云的复杂性，大幅减少相应的运营成本。

综上所述，从理论界和工程界到领跑的IT商业界，再到行业实践界的发展趋势，不难看出整个IT产业的基础计算体系，正有条不紊的朝着分布式计算体系和集中式计算体系两个方向进行融合发展。

金融行业基础计算体系演进的思考

金融信息系统发展到今天，单一的架构难以满足业务量、数据量不断增长和业务需求灵活多变的要求，集中式架构与分布式架构不再是泾渭分明，往往处于融合状态，如大部分银行全国数据大集中以前，核心系统部署在各省域中心，通过交换系统实现全行的业务联网，从全行来看，核心系统是一个分布式的架构，但从某个省中心来看，又是一个集中式的架构。全国集中以后，核心系统基于主机的并行耦合架构，将核心业务全部集中到一个数据库当中，通过耦合器实现内存共享，一般将其理解为集中式架构，但该架构本身也采用了许多分布式技术，如应用服务层、数据服务层、存储服务层均实现了多节点部署，单机故障不会影响到业务的连续运行，系统处理能力可以通过垂直扩展或者水平扩展提升。

1、两种计算体系架构的融合关系

在金融行业，由于要求业务具有高可靠性和安全性等行业特性，传统集中式计算架构仍然占据主要地位，继续支撑金融用户固有的主要业务的增长。而分布式计算体系架构更多是应用在新的增量业务，因为很多金融行业用户都在做+互联网。受互联网企业影响，很多用户都在开始尝试分布式计算体系架构。但是在实际的业务中，对于分布式架构和金融行业业务之间的匹配关系，如何区分不同层次需求和产品，如何评估除了单纯的硬件采购成本之外的定制开发、运营维护、能耗成本，如何评估故障、业务中断、数据丢失等方面风险，如何实现数据全生命周期管理等，还缺少足够时间的积累，没有形成规则。真正逐步深入用户业务需求的过程中，分布式架构也不会保持现在的样子，也必须根据用户需求不断演变和优化，甚至发生根本性变革。
集中式技术架构的好处是稳定、高性能、业务普适性强，但是在扩展性上有所欠缺；而分布式计算架构，好处是扩展性强，弹性好，易管理，针对特定业务效率高，但是在性能、一致性、可靠性、业务普适性方面有较大的妥协和牺牲。这两者实际对应的是用户不同的业务需求。

在金融行业，不可能仅仅依靠x86服务器+分布式软件搞定所有业务。集中式还是分布式，这两者并非完全对立，对立是指在既往的技术条件和业务模式下。如果以发展的眼光往后看，一定是会相互融合，而不是谁取代谁。集中式与分布式不是替代关系，而必须是融合关系。

2、“软件定义”架构仍需强大硬件支撑

国内金融行业的基础计算体系，经历了漫长的建设和发展，今天站在了一个具有历史意义和充满挑战的十字路口。随着“软件定义”架构的不断推陈出新(各种敏捷架构的出现，比如当下的热点（微服务Micro Service架构, Serverless架构）等，基础计算硬件体系和软件体系正在不断良性解耦和优化，大量的云计算软件和云应用可以无差别的运行在不同的硬件架构(x86, Power, Z, Sparc, ARM)和基础软件支撑平台上(Linux/虚拟化)。实际上这种快速的架构的进化，正在为金融行业去尝试解决原有传统基础计算体系和云计算体系两者有机结合扫清障碍。
“软件定义”的这一波浪潮，本质上是因为过去十年硬件发展太快，而软件发展严重不足。大部分金融行业用户的系统实际上是在用硬件能力补软件。软件定义，恰恰是在弥补软件发展的不足。等到软件水平和能力进一步发展起来，大量被软件制约的需求会被释放出来，硬件也将继续高速发展。我们必须要清醒地看到，软件的架构和能力，仍然需要依靠足够强大的硬件条件支撑。

无论业务是以Java,还是Ruby/Python，又或是Google的Golang所编写的云应用代码，都可以无差别的以虚拟机实例，亦或容器实例的形式运行在云计算环境中。值得一提的是除了当前大家耳熟能详的x86环境之外，在云计算的关键计算领域，也存在着诸如IBM LinuxONE这样的计算体系，通过这样的设计理念，将传统集中式计算体系中硬件所提供的强大计算能力与云计算软件体系充分结偶，以一种新的支撑能力展现在用户面前。丰富的云应用生态体系加上底层的可靠性和大吞吐量计算性能供给，对于企业级用户，尤其是金融行业用户来说，逐渐将关键业务迁移到集中式的云计算体系中，将成为一种可能。

3、金融行业在基础计算体系方面的演进策略

以应用按照业务适配度作为核心衡量指标。将业务适配度根据运维能力，运营能力，成本和风险这四个维度进行等级划分，业务适配度在四个维度中评估结果靠前的，优先引入云计算环境，反之，业务适配度在四个维度中评级低的，延后或者保持现有架构，并设定一个中长期的从业务层面的演进策略和计划。

按应用架构的调整总体成本作为核心参考依据。无论是是何种基础计算架构，都是为业务应用服务的，而运维风险，运营效率，成本这三者在基础性计算体系的变迁过程中，其决定性因素之一就是应用架构调整的可行性和代价。将应用架构调整的总体成本，作为一个核心参考依据，有助于屏蔽引入局部的分布式计算体系和技术以及云计算相关架构产生的表面优势对体系演进过程中整体风险和成本的评估所带来的干扰。

以风险控制和开放性作为核心参考依据。金融行业不同于其他行业在IT建设中最大的不同在于对于风险的识别和管理。建立起有效的软件评估评价体系，建立新技术，新架构引入过程中的风险识别体系，避免盲目照搬和迷信来自互联网行业已经成功的云计算建设经验，不要全盘否定和放弃过去长期基础计算体系建设过程中积累的宝贵经验，运维和运营经验。无论是在集中式计算体系还是分布式计算体系中，有很多积累的方法论可以通过调整和优化为新计算体系和架构服务。开放性是建设新的基础计算体系架构得以可持续发展的核心要求和先决条件，在基础计算体系演进的过程中，坚持技术框架内的充分的开放性是至关重要的原则，无论采取传统计算体系和分布式计算体系共存又或者替代之，开放性最终将是确保其顺利融合或过渡的关键。

小结

受益于IT技术领域的不断创新和实践，今天的企业级市场，尤其是对风险，可靠性有高要求的金融行业，我们已经有越来越多的更好的技术理论和工程实践成果可以在更好的支撑业务的发展和推动业务的创新。无论是传统的集中式计算体系和崭露头角的分布式计算体系，都是整个IT产业发展的客观发展阶段。
“兼容并蓄”一定是新旧思想和技术交替的核心理念和关键所在，而业务适配度，应用架构，风险及成本管理和开放性这几个核心维度也一定会成为金融企业基础计算体系演进过程中最本质的建设，管理和决策理念，力助我们的金融企业拥抱变化和革新。

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