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中國建設銀行實踐國產(chǎn)高端容錯計算機應用論文
信息安全已上升至國家戰(zhàn)略。面對我國高端服務器市場長期被IBM、HP等國外企業(yè)壟斷的局面，國家設立“(863計劃)高端容錯計算機”重大研制項目。中國建設銀行申報并承擔了其中的“國產(chǎn)高端容錯計算機金融行業(yè)應用示范項目”。其目標是在我國成功研制達到同期國際先進水平的高端容錯計算機產(chǎn)品的基礎上，將建設銀行的一類關鍵業(yè)務系統(tǒng)移植切換到國產(chǎn)主機上，接管原進口主機在線生產(chǎn)運營。
經(jīng)過兩年多努力，建行選擇省級分行“區(qū)域業(yè)務綜合處理系統(tǒng)”作為應用示范系統(tǒng)進行移植，實現(xiàn)了首個金融行業(yè)關鍵性業(yè)務系統(tǒng)在首臺國產(chǎn)高端服務器上的生產(chǎn)運行，填補了國內(nèi)空白，并通過成功試點在金融領域產(chǎn)生重大示范效應。
啟用首臺國產(chǎn)高端服務器
建行“國產(chǎn)高端容錯計算機金融行業(yè)應用示范項目”啟用了國內(nèi)首臺32路高端服務器——“浪潮天梭K1系統(tǒng)”，該服務器采用先進大型緊耦合共享內(nèi)存計算機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進行設計和研制，主要成果包括：雙翼可擴展的64路高端服務器體系結(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認證的UNIX操作系統(tǒng)等。服務器的峰值定點、浮點計算能力等技術(shù)指標也達到同期國際先進水平。
為體現(xiàn)項目價值，建行選擇在K1系統(tǒng)上進行“區(qū)域業(yè)務綜合處理平臺”的應用移植和整合。區(qū)域業(yè)務綜合處理平臺是建行省級分行的核心應用系統(tǒng)，具有銀行應用系統(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)務屬于銀行的典型業(yè)務。在IT產(chǎn)品方面，系統(tǒng)使用的進口服務器、基礎軟硬件產(chǎn)品，在銀行業(yè)作為主流被廣泛應用。在系統(tǒng)規(guī)模方面，試點分行的交易量可達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)性服務方面，平臺為客戶提供多渠道、7×24小時不間斷服務，對系統(tǒng)可用性要求極高。
跋涉技術(shù)變更“深水區(qū)”
當時K1系統(tǒng)還只是實驗室產(chǎn)品，建行直接將其進行生產(chǎn)性應用，風險是未知的。而且，此前建設銀行的軟件開發(fā)項目，大都基于進口服務器的成熟系統(tǒng)進行開發(fā)，而這次面對的是一臺沒有應用過的“裸機”，除完成跨平臺應用移植的艱巨任務外，還要完成系統(tǒng)環(huán)境的整體遷移，其困難難以想象。最終，建設銀行通過科學的方法指導和豐富的應用經(jīng)驗積累，應對各種挑戰(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)務綜合處理平臺”囊括了銀行典型業(yè)務系統(tǒng)運行所需的整體系統(tǒng)環(huán)境，需要配套硬件系統(tǒng)、基礎系統(tǒng)軟件、外圍設備、運維管理軟件及應用系統(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)測試認證的情況下，建設銀行通過大量的測試驗證了各種復雜條件下，軟硬件產(chǎn)品在國產(chǎn)主機上的可用性。
在外圍設備等基礎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，設計并行驗證的測試方案。分別在進口主機、K1系統(tǒng)上進行相同案例測試，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設備接入等問題，積極與廠商溝通，通過服務器體系優(yōu)化、設備模塊升級、使用替代方案等方法解決問題，確保了主機系統(tǒng)、外圍設備的整體可用。
■跨平臺的應用移植
“區(qū)域業(yè)務綜合處理平臺”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，為兩階段的應用整合和跨平臺移植，帶來極大的工作量和難度。
在應用整合和平臺搭建方面，采用面向服務(SOA)的設計理念，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)務系統(tǒng)之間的連接方式和報文格式的差異，提高代碼的復用性，更加符合商業(yè)銀行松耦合、構(gòu)件化、面向服務的應用系統(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、預編譯等多種方式，針對進口、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。
此次應用改造和移植涉及11個應用子系統(tǒng)，包括190個后臺交易和服務、130個前端界面和服務、216個數(shù)據(jù)自動處理作業(yè)、140張業(yè)務報表，總代碼量65萬行。通過制訂科學的管理制度、規(guī)范，利用ClearCase、QC等管理工具，嚴控開發(fā)版本和質(zhì)量。先后在異構(gòu)平臺上進行了多達10輪、涵蓋全部交易服務的業(yè)務通測，業(yè)務測試案例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。
■異構(gòu)平臺互備運行
為實現(xiàn)國產(chǎn)與進口主機異構(gòu)系統(tǒng)互備運行的目標，在主機系統(tǒng)、操作系統(tǒng)級無法實現(xiàn)的現(xiàn)實情況下，項目通過合理設計，利用面向服務的分層架構(gòu)、開發(fā)服務總線，在應用層面解決了異構(gòu)平臺互備運行問題，創(chuàng)新了國產(chǎn)主機為主、進口主機為輔的異構(gòu)平臺互備運行模式。
基于服務總線，設計兩級容錯機制，降低風險、確保系統(tǒng)容錯與運行穩(wěn)定。第一級：國產(chǎn)高端服務器向進口小型機的切換及容錯。國產(chǎn)服務器出現(xiàn)故障后，在應用層面通過容錯條件判斷及預定處理機制，自動將服務切換至進口小型機。第二級：進口主備機的切換。進口小型機出現(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)需要進行全部和部分交易切換。在異構(gòu)平臺上，國產(chǎn)、進口主機系統(tǒng)之間的故障響應和系統(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)對于應用國產(chǎn)高端服務器的信心，在加快推動國產(chǎn)高端服務器廣泛應用方面，起到了一定的引領和輻射作用。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)務系統(tǒng)中嘗試使用國產(chǎn)高端服務器。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)等在金融領域的逐步應用，金融行業(yè)必將進一步打破國外高端服務器市場的壟斷局面，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)務在內(nèi)的97%以上特色業(yè)務已在國產(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)對應用國產(chǎn)高端服務器的信心，在加快推動國產(chǎn)高端服務器廣泛應用方面，起到了一定引領和輻射作用。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)務系統(tǒng)中嘗試使用國產(chǎn)高端服務器。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)等在金融領域的逐步應用，金融業(yè)將進一步打破國外高端服務器市場的壟斷局面，實現(xiàn)從“被動、威脅”向“自主、安全”的全面跨越。
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