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中國建設(shè)銀行實踐國產(chǎn)高端容錯計算機應(yīng)用論文
信息安全已上升至國家戰(zhàn)略。面對我國高端服務(wù)器市場長期被IBM、HP等國外企業(yè)壟斷的局面，國家設(shè)立“(863計劃)高端容錯計算機”重大研制項目。中國建設(shè)銀行申報并承擔(dān)了其中的“國產(chǎn)高端容錯計算機金融行業(yè)應(yīng)用示范項目”。其目標(biāo)是在我國成功研制達(dá)到同期國際先進(jìn)水平的高端容錯計算機產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，將建設(shè)銀行的一類關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)移植切換到國產(chǎn)主機上，接管原進(jìn)口主機在線生產(chǎn)運營。
經(jīng)過兩年多努力，建行選擇省級分行“區(qū)域業(yè)務(wù)綜合處理系統(tǒng)”作為應(yīng)用示范系統(tǒng)進(jìn)行移植，實現(xiàn)了首個金融行業(yè)關(guān)鍵性業(yè)務(wù)系統(tǒng)在首臺國產(chǎn)高端服務(wù)器上的生產(chǎn)運行，填補了國內(nèi)空白，并通過成功試點在金融領(lǐng)域產(chǎn)生重大示范效應(yīng)。
啟用首臺國產(chǎn)高端服務(wù)器
建行“國產(chǎn)高端容錯計算機金融行業(yè)應(yīng)用示范項目”啟用了國內(nèi)首臺32路高端服務(wù)器——“浪潮天梭K1系統(tǒng)”，該服務(wù)器采用先進(jìn)大型緊耦合共享內(nèi)存計算機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和研制，主要成果包括：雙翼可擴展的64路高端服務(wù)器體系結(jié)構(gòu);支持兩級目錄Cache一致性協(xié)議的NC處理器協(xié)同芯片，以及高階16端口高帶寬低延遲的NR系統(tǒng)高速互連芯片;軟硬件結(jié)合的多級容錯體系;全球第五個、國內(nèi)唯一通過UNIX 03認(rèn)證的UNIX操作系統(tǒng)等。服務(wù)器的峰值定點、浮點計算能力等技術(shù)指標(biāo)也達(dá)到同期國際先進(jìn)水平。
為體現(xiàn)項目價值，建行選擇在K1系統(tǒng)上進(jìn)行“區(qū)域業(yè)務(wù)綜合處理平臺”的應(yīng)用移植和整合。區(qū)域業(yè)務(wù)綜合處理平臺是建行省級分行的核心應(yīng)用系統(tǒng)，具有銀行應(yīng)用系統(tǒng)的典型特征。在體系架構(gòu)方面屬于典型的星形架構(gòu)，系統(tǒng)上連總行核心系統(tǒng)，下接網(wǎng)點、自助設(shè)備等交易渠道，橫向和合作企業(yè)互聯(lián)，是分行的交易中樞。在業(yè)務(wù)類型方面，系統(tǒng)所承載的各類代收代付，代理財政、社保、住房、IC卡等中間業(yè)務(wù)屬于銀行的典型業(yè)務(wù)。在IT產(chǎn)品方面，系統(tǒng)使用的進(jìn)口服務(wù)器、基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品，在銀行業(yè)作為主流被廣泛應(yīng)用。在系統(tǒng)規(guī)模方面，試點分行的交易量可達(dá)30萬筆/日，代表了大型商業(yè)銀行分支機構(gòu)或中小型銀行同類系統(tǒng)的平均交易水平。在連續(xù)性服務(wù)方面，平臺為客戶提供多渠道、7×24小時不間斷服務(wù)，對系統(tǒng)可用性要求極高。
跋涉技術(shù)變更“深水區(qū)”
當(dāng)時K1系統(tǒng)還只是實驗室產(chǎn)品，建行直接將其進(jìn)行生產(chǎn)性應(yīng)用，風(fēng)險是未知的。而且，此前建設(shè)銀行的軟件開發(fā)項目，大都基于進(jìn)口服務(wù)器的成熟系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，而這次面對的是一臺沒有應(yīng)用過的“裸機”，除完成跨平臺應(yīng)用移植的艱巨任務(wù)外，還要完成系統(tǒng)環(huán)境的整體遷移，其困難難以想象。最終，建設(shè)銀行通過科學(xué)的方法指導(dǎo)和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗積累，應(yīng)對各種挑戰(zhàn)，實現(xiàn)了突破。
■軟硬件兼容性及主機系統(tǒng)測試
“區(qū)域業(yè)務(wù)綜合處理平臺”囊括了銀行典型業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行所需的整體系統(tǒng)環(huán)境，需要配套硬件系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件、外圍設(shè)備、運維管理軟件及應(yīng)用系統(tǒng)本身相互協(xié)同才能有效運行。在國產(chǎn)主機沒有生態(tài)環(huán)境，缺少廠商、專業(yè)機構(gòu)測試認(rèn)證的情況下，建設(shè)銀行通過大量的測試驗證了各種復(fù)雜條件下，軟硬件產(chǎn)品在國產(chǎn)主機上的可用性。
在外圍設(shè)備等基礎(chǔ)硬件兼容性測試方面，針對系統(tǒng)涉及的IBM、EMC、HP、Symantec等十幾類產(chǎn)品，設(shè)計并行驗證的測試方案。分別在進(jìn)口主機、K1系統(tǒng)上進(jìn)行相同案例測試，對比分析結(jié)果、快速定位，針對磁盤柜驅(qū)動、MPIO故障、多路徑切換、部分USB設(shè)備接入等問題，積極與廠商溝通，通過服務(wù)器體系優(yōu)化、設(shè)備模塊升級、使用替代方案等方法解決問題，確保了主機系統(tǒng)、外圍設(shè)備的整體可用。
■跨平臺的應(yīng)用移植
“區(qū)域業(yè)務(wù)綜合處理平臺”是使用C/C++語言開發(fā)的，異構(gòu)平臺在處理器等硬件平臺、共享庫、系統(tǒng)庫、API等操作系統(tǒng)特性，以及不同的編譯環(huán)境等方面存在的差異性，為兩階段的應(yīng)用整合和跨平臺移植，帶來極大的工作量和難度。
在應(yīng)用整合和平臺搭建方面，采用面向服務(wù)(SOA)的設(shè)計理念，基于K1系統(tǒng)構(gòu)建開發(fā)平臺，系統(tǒng)內(nèi)部提供基于消息驅(qū)動(EDA)的方式協(xié)調(diào)各組件運行。在統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，支持多種通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，屏蔽各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的連接方式和報文格式的差異，提高代碼的復(fù)用性，更加符合商業(yè)銀行松耦合、構(gòu)件化、面向服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)趨勢。
在程序移植方面，選擇了難度最高、意義最大的“兩個平臺、一套源碼”的移植方案。通過大量的源碼梳理、整合開發(fā)平臺、預(yù)編譯等多種方式，針對進(jìn)口、國產(chǎn)平臺的差異性在一套源碼中開發(fā)不同的分支、設(shè)置不同的編譯選項，保證源碼版本的一致性。在開發(fā)移植過程中，克服了因主機硬件平臺和操作系統(tǒng)差異，所帶來的部分系統(tǒng)庫函數(shù)、系統(tǒng)API存在的差異，處理器字節(jié)存放順序不一致，程序異常容錯性能力不同等諸多跨平臺移植問題。
此次應(yīng)用改造和移植涉及11個應(yīng)用子系統(tǒng)，包括190個后臺交易和服務(wù)、130個前端界面和服務(wù)、216個數(shù)據(jù)自動處理作業(yè)、140張業(yè)務(wù)報表，總代碼量65萬行。通過制訂科學(xué)的管理制度、規(guī)范，利用ClearCase、QC等管理工具，嚴(yán)控開發(fā)版本和質(zhì)量。先后在異構(gòu)平臺上進(jìn)行了多達(dá)10輪、涵蓋全部交易服務(wù)的業(yè)務(wù)通測，業(yè)務(wù)測試案例4000多個，投入188個測試機構(gòu)、1萬多人次，為系統(tǒng)上線打下堅實基礎(chǔ)。
■異構(gòu)平臺互備運行
為實現(xiàn)國產(chǎn)與進(jìn)口主機異構(gòu)系統(tǒng)互備運行的目標(biāo)，在主機系統(tǒng)、操作系統(tǒng)級無法實現(xiàn)的現(xiàn)實情況下，項目通過合理設(shè)計，利用面向服務(wù)的分層架構(gòu)、開發(fā)服務(wù)總線，在應(yīng)用層面解決了異構(gòu)平臺互備運行問題，創(chuàng)新了國產(chǎn)主機為主、進(jìn)口主機為輔的異構(gòu)平臺互備運行模式。
基于服務(wù)總線，設(shè)計兩級容錯機制，降低風(fēng)險、確保系統(tǒng)容錯與運行穩(wěn)定。第一級：國產(chǎn)高端服務(wù)器向進(jìn)口小型機的切換及容錯。國產(chǎn)服務(wù)器出現(xiàn)故障后，在應(yīng)用層面通過容錯條件判斷及預(yù)定處理機制，自動將服務(wù)切換至進(jìn)口小型機。第二級：進(jìn)口主備機的切換。進(jìn)口小型機出現(xiàn)問題，自動切換至備機。
上述機制既支持自動和手工切換兩種方式，也可根據(jù)需要進(jìn)行全部和部分交易切換。在異構(gòu)平臺上，國產(chǎn)、進(jìn)口主機系統(tǒng)之間的故障響應(yīng)和系統(tǒng)切換能夠在秒級內(nèi)完成，提高了系統(tǒng)的高可用和連續(xù)服務(wù)能力。
自主可控，已成為國家戰(zhàn)略安全的必然選擇。本次項目的成功，很大程度上增強了金融業(yè)對于應(yīng)用國產(chǎn)高端服務(wù)器的信心，在加快推動國產(chǎn)高端服務(wù)器廣泛應(yīng)用方面，起到了一定的引領(lǐng)和輻射作用。目前已有包括金融、電力、公安、交通在內(nèi)的10多個行業(yè)市場，開始在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中嘗試使用國產(chǎn)高端服務(wù)器。國產(chǎn)主機系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，也從最初的10多家成員發(fā)展到60多家，覆蓋了芯片、整機、軟件等各個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，以國產(chǎn)高端服務(wù)器為核心的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境正在構(gòu)建和形成，示范項目中所遇到的一些系統(tǒng)兼容性問題將逐步得到解決。結(jié)合分布式技術(shù)等在金融領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，金融行業(yè)必將進(jìn)一步打破國外高端服務(wù)器市場的壟斷局面，實現(xiàn)從“被動、威脅”向“自主、安全”的全面跨越。
寫在最后
系統(tǒng)成功上線后，試點分行新疆分行包括代理業(yè)務(wù)在內(nèi)的97%以上特色業(yè)務(wù)已在國產(chǎn)主機上在線處理。使用用戶及渠道包括14個二級分行、187個營業(yè)網(wǎng)點、2000多個柜員、1049臺ATM及多媒體自助設(shè)備、網(wǎng)銀、手機銀行等。
本次項目的成功，很大程度上增強了金融業(yè)對應(yīng)用國產(chǎn)高端服務(wù)器的信心，在加快推動國產(chǎn)高端服務(wù)器廣泛應(yīng)用方面，起到了一定引領(lǐng)和輻射作用。目前已有包括金融、電力、公安、交通在內(nèi)的10多個行業(yè)市場，開始在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中嘗試使用國產(chǎn)高端服務(wù)器。國產(chǎn)主機系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，也從最初10多家成員發(fā)展到60多家，覆蓋芯片、整機、軟件等各個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，以國產(chǎn)高端服務(wù)器為核心的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境正在構(gòu)建，示范項目中遇到的一些系統(tǒng)兼容性問題逐步得到解決。結(jié)合分布式技術(shù)等在金融領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，金融業(yè)將進(jìn)一步打破國外高端服務(wù)器市場的壟斷局面，實現(xiàn)從“被動、威脅”向“自主、安全”的全面跨越。
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