互联网技术架构给我们的启示

可以理解为自白书，知道自己太落后啦~

互联网技术架构给我们的启示

——中国建设银行信息技术管理部副总经理 王申科

据阿里官方公布的数据，2013年“双11”这一天，天猫、淘宝成交额共计350.19亿元，相当于10月全国日均消费额的一半，较去年的191亿元增长83%。支付宝交总交易笔数达到1.88亿笔，其中无线支付达到4518万笔，分别是去年同一天的1.77倍和5倍。

参照央行发布的2013年第二季度支付体系运行数据，二季度全国银行卡消费业务笔数约为30.6亿笔，平均每天约3400万笔，那么支付宝“双11”1天的支付笔数就相当于二季度全国的POS机交易量的5.5倍，也相当于国际支付机构Paypal一个月的支付量，比肩Visa全球日刷卡量。

作为一名商业银行IT从业人员，笔者一直关注阿里、腾讯、Google等互联网企业的技术路线、技术架构和技术管理理念，探究其如何能够支持如此的业务创新和技术保障能力。

一、几个基本计算机理论与模型

1．分布式系统。包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。

Google在构建搜索系统时，第一次将分布式系统和互联网结合起来，用分布式系统来解决互联网问题。Google的分布式系统设计有几个重要的特征：视失败为常态；重视横向伸缩性；预测性能，追求低延迟，廉价的硬件和软件，推崇重用，灵活设计，加入足够的监测点和调试功能来帮助日后的调试，优先虚拟计算。 Google的这些设计思想，成为互联网应用开发事实上的标准和规范。

2．CAP：一致性理论。CAP理论（C: Consistency 一致性，A: Availability 可用性，P: Tolerance of network Partition 分区容忍性）指出，一个分布式系统不可能满足一致性、可用性和分区容错性这3个需求，最多只能同时满足其中的两个需求。因此应用系统的关注点不同，采用的策略也是不一样的，只有准确把握了应用需求，才有可能利用好CAP理论。对互联网应用，可用性与分区容忍性优先级要高于数据一致性。

3．ACID 和 BASE 模型。ACID 是指在数据库管理系统中事务具有的4个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。在数据库系统中，一个事务是由一系列数据库操作组成的一个完整的逻辑过程。事务的核心思想就是为了保证数据的一致性。ACID 模型被引申为强调数据一致性的开发理念，被银行、证券等机构广泛采用。

BASE 则是另外一个理念和思路，Basically Available 为基本可用，Soft-state 为软状态/柔性事务，Eventual Consistency 为最终一致性。BASE模型完全不同于ACID模型。牺牲高一致性，获得可用性。对一个“基本可用”系统来说，需要把系统中的所有功能点进行优先级的划分，对于系统内部的状态，采用一种柔性的策略，假如系统内分布了3个功能模块，允许它们在某一时刻3个模块的状态可以不一致。然后通过业务和技术的手段，例如采用异步机制或者批处理方式，来保证系统通过柔性状态一致来获得可用性。当前互联网应用在业务允许范围里普遍参考 BASE 模型来进行系统设计。

4.SOA 面向服务架构。是一种松散耦合的架构理念和模型，针对粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。服务层是SOA的基础，可以直接被应用调用。

二、互联网应用的技术基础

1.基于x86服务器集群和开源软件搭建技术设施，分布式架构+开源软件是其基本特征。X86服务器是互联网应用基本计算资源，例如Google、阿里等公司，每个数据中心动辄部署上万台、几十万台和百万台X86服务器，进行动态资源调度。开源操作系统Linux、开源web服务器Apache、开源数据库MySQL、开源脚本语言Php/Perl……这些著名的开源软件支撑了互联网公司发展。开源软件的发展同样离不开互联网发展的支持。初期的开源软件代码缺陷和设计缺陷很多，正是通过应用发现软件缺陷、不断修补的方式，既支持了互联网公司的发展，又促进了开源软件的发展。从对开源软件的使用和修改开始，互联网公司就逐步积累和掌握了自主研发能力。

2.积极进取的创新精神。以阿里巴巴为例，短短几年先后自主开发了如下技术产品：分布式文件系统和分布式存储、搜索引擎技术、分布式计算、分布式机房、消息中间件、分布式锁管理、虚拟化和计算资源调度；Apache和Nginx等开源软件定制、Java虚拟机调优（JVM）、开源数据库调优；文件系统优化、网卡协议栈优化、操作系统资源隔离、操作系统资源管理、操作系统内存优化、虚拟化软件底层研发；低功耗处理机、协处理器辅助应用、数据中心省电技术、新一代存储技术、新一代网卡应用。

3.基于场景的需求分析和应用开发。总结阿里巴巴开发的原则如下：SOA服务化，所有系统采取服务化模式，系统之间进行必要的分拆和隔离，通过服务调用和消息通知的方式进行协同；BASE和ACID相结合，能够采取BASE模式的业务一定是异步方式，而核心的账务信息一定是采取实时方式，保证ACID；无单点设计、可监控、可测试、可回滚、可禁用、短事务与柔性事务、异步设计、无状态、使用成熟技术、业务分等级、业务可降级、多数据中心部署。

4.平台化建设理念，提高开发效率和系统质量。苹果公司的App store提供标准的开发平台，全球开发者可以充分发挥自己的聪明才智，开发个性化的应用，并通过苹果应用商店发布。苹果公司向开发者提供了应用程序开发框架，以方便开发者的开发工作。开发框架包含三类组件：应用程序接口库、开发工具和测试模拟器。

5.自动化部署和运维体系。阿里巴巴开发了一套资产信息采集程序和采集流程，将服务器、网络设备、存贮等资产信息，采集到数据库中。应用系统不再关心具体的资源信息，无论资产还是资源都是处于动态的变化中。通过资产信息和资源的变更流程，资产信息，硬件信息和应用信息的任何变更，必须通过系统进行变更记录，详细记录每个设备的生命周期里的各种变化。变更流程和工作流系统对接，通过工作流系统进行分级审批之后，才能进行相应的变更。以自动化采集为核心的资产管理体系，主动监控确保资源池一致性，保证资产信息的准确性。对资源进行回收和重新分配的时候，先要确保资源的状态。对于资源的数据，必须采取主动监控的做法，确保数据的可靠性，其具体做法是每天对设备的信息进行重新抓取，并与数据库里的状态进行匹配，发现不一致的数据，报警并锁定资源，不允许对资源进行任何操作。通过这种自动化的方式，杜绝人为错误，确保资产数据和资源池信息的数据一致性，是资源池可信的重要保证。

6.成本控制意识和自主掌控能力。互联网企业的IT成本控制意识较强，面对激烈的市场竞争和客户体验的需求，需要敏捷的技术反应，完全依赖通用技术和国际大名牌的IT设备和软件供应商无法满足这类需求。开源和廉价的X86服务器是最佳的选择。短短几年时间，互联网公司的技术研发能力和研发速度，明显强于老牌的IT公司。这是一种以市场需求为导向，以客户体验为基础，以技术架构创新为手段，引领业务和技术创新的新模式。

三、商业银行应用系统的技术基础

1.通用信息技术和商业化软件是基础，集中式系统部署。多数商业银行信息化建设遵循通用信息技术的路线，即采用商业化的大、中、小型计算机硬件系统及其配套的编程语言、操作系统、中间件工具软件和数据库，进行集中式部署。例如采用IBM大型机和P系列服务器、Unix操作系统、Oracle或DB2数据库等，采用Cisco公司网络设备和EMC等公司的存贮设备。银行的各种应用基本运行在这样的技术平台上。最近几年，随着云计算理念的普及和X86服务器性能和可用性的不断提升，已经出现规模性部署X86服务器，构建云环境的趋势。

2.面临完全依赖供应商的被动局面。商业银行在信息技术支持和保障能力、技术进步和创新能力、技术采购议价能力、设备升级周期和扩容、成本控制等方面，很大程度上依赖信息技术供应商。从历史看，商业银行应用系统大多采用三层架构：服务层、应用层和数据层，最近几年逐步加入ESB层。每层采用双机或集群技术支撑业务应用。早期以纵向（scale-up）升级扩容为主，现在逐步采用横向（scale-out）扩容方式或虚拟化方式。这种历史发展过程中形成的架构和技术路线，很难适应发展迅速的互联网时代应用需求。

3.交易系统突出资金安全和核算的准确性，数据一致性要求高，客户体验差。从模拟手工流程一路走来，商业银行信息化建设始终围绕内部业务管理、经营和风险控制的目标。应用系统存在存在如下问题：一是烟囱式结构，渠道不统一，整合性差；二是应用范围小，非企业级；三是标准不一致和数据质量差；四是着眼银行内部流程，对外客户体验不佳；五是网上银行和手机银行等具有互联网特征的应用，仍然构建在传统的技术架构上，其应用系统也主要是把柜面应用搬到网上银行和手机银行之上而已。

四、5点启示

1.用互联网的思维，认真思考和规划商业银行的信息化建设工作。互联网的创新正快速改变人们行为习惯、思维习惯，改变整个社会。银行的生存和发展离不开外部的世界，银行不去适应这种社会的变革，就会落后甚至淘汰。时下互联网金融和金融互联网的讨论和创新如火如荼，显著地影响人们的金融习惯，势必引起银行业重大变革。面���这样汹涌的互联网浪潮和变化越来越快的世界，我们必须要有危机感。

2.引入分布式架构和开源软件，构建集中式和分布式共存的架构体系。从应对市场的整体效果看，互联网分布式架构明显优于商业银行传统集中式架构，核心差别在于两类不同的应用架构理念，以及两类不同的技术团队管理、支持方式。因此，从应用入手，着手调整商业银行传统的技术架构和供应商管理方式，制定商业银行的技术架构设计规范和部署策略，实现架构的科学管理。

3.突出核心能力，理性看待“去IOE”。仅从技术角度看，“去IOE”的实质是分布式架构和集中式架构、开源软件和商用软件的选择问题，各自的利弊见仁见智。商业银行IT从业人员的核心竞争力主要体现在对银行业务理解，以及对信息技术的熟练应用和应用架构设计能力，用信息化支持、推动和引领业务创新。

4.从设备供应商向服务供应商转型。著名的IT公司要加快从设备供应商向服务供应商转型，成为用户可信赖的战略合作伙伴。从采购成本、服务水平、硬件和软件能力、安全和掌控能力等方面看，用户对诸如IBM、Oracle、EMC等国际著名公司的满意度不断下降，随之出现“去IOE”的呼声和行动。商业银行新一轮信息化建设为供应商转型提供了一个很好的机会，供应商可以和一些商业银行建立战略合作联盟，成立专门的行业队伍，搜集需求，优化升级通用技术和软件，及时解决用户实际遇到的问题，顺应并引领互联网时代的技术需求。

5.积极主动与互联网公司开展合作。当前互联网公司已经取得了丰硕的成果，不但在业务创新上领先于传统行业，而且在新技术研究和应用中也积累了丰富的经验，在云计算、分布式系统和大数据处理等技术上领先传统IT厂商，并且还在不断加大投入，以保持技术优势。商业银行要开始与先进的互联网公司开展深入合作，学习和吸收可能为银行所用的新业务模式和新技术，进一步拓宽业务思路，拓展技术视野和选择范围。