隨著數(shù)據(jù)智能、云計算、人工智能等信息技術(shù)在金融領域的廣泛應用，許多傳統(tǒng)金融服務紛紛從原來的離線走向了在線。金融創(chuàng)新除了緣于數(shù)字時代的生產(chǎn)生活對金融服務的高品質(zhì)、多元化需求，還基于金融機構(gòu)經(jīng)營活動中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)資源和強大的計算能力。如今，無論是信貸、支付、理財?shù)葌鹘y(tǒng)金融服務，還是供應鏈金融、智能投顧、數(shù)字貨幣等新型服務形態(tài)，其背后都離不開算力和算法的支撐。在此背景下，云原生技術(shù)得到了包括金融業(yè)在內(nèi)的相關(guān)行業(yè)的高度重視，并成為推動金融業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要利器。

云原生的定義

所謂云原生(Cloud Native)，從字面上理解就是生長在云上。這一概念在2013年被Pivotal公司首次提出，后經(jīng)云原生計算基金會(Cloud Native Computing Foundation，CNCF)進一步發(fā)展和提煉，形成狹義云原生概念，其內(nèi)容包括容器技術(shù)、服務網(wǎng)格、微服務、不可變基礎設施和聲明式API等。隨著云計算技術(shù)的發(fā)展和普及，越來越多的新技術(shù)生于云、長于云。因云而生的各種產(chǎn)品、技術(shù)、軟件、硬件、架構(gòu)逐漸擴展成了廣義云原生概念。如今，云原生不僅僅是一項技術(shù)，還是一套敏捷架構(gòu)方法，既包含技術(shù)范疇(如云計算、微服務、DevOps、云原生芯片、云原生大數(shù)據(jù)、云原生AI等)，也包含管理和架構(gòu)范疇(如架構(gòu)體系設計、中臺化、編排重組、持續(xù)交付、無服務化等)。隨著云原生體系不斷豐富，應用落地也在持續(xù)增加，因其應用簡便，部署快捷、伸縮靈活，已逐步成為數(shù)字化時代企業(yè)技術(shù)架構(gòu)升級路徑中的一項進階選擇。

隨著云原生逐漸從社區(qū)走向金融機構(gòu)，適應金融場景要求的云原生架構(gòu)逐步形成。如果把過去金融業(yè)集中式架構(gòu)(中央大腦)的統(tǒng)一控制視為坐標軸的“左端”，完全開源式的分布式云原生作為坐標軸的“右端”，那么在金融級云原生架構(gòu)下，金融機構(gòu)所需要的技術(shù)架構(gòu)就是在左右兩端之間尋求一個平衡點，做到既擁有金融級的安全性、強一致性、可靠性，又具備適當?shù)娜蒎e性、可擴展性和快速響應的能力。以“強局部自治、弱中心控制”為原則，金融級云原生架構(gòu)把那些需要綜合多方因素判斷的復雜邏輯交由全局系統(tǒng)(中央大腦)完成，發(fā)揮其匯聚全局要素和高效計算的優(yōu)勢，而大量的日常簡單判斷和執(zhí)行動作則可放在局部系統(tǒng)內(nèi)閉環(huán)完成，提升容錯性和敏捷應變能力，進而提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)健性。

在新冠肺炎疫情沖擊下，許多金融機構(gòu)快速構(gòu)建線上服務、云上營業(yè)廳、音視頻服務、場景金融服務、產(chǎn)業(yè)金融服務，為個人和企業(yè)客戶等提供了便捷和全時在線的數(shù)字金融服務。這類數(shù)字金融服務對相關(guān)應用的敏捷性、彈性和韌性提出了更高要求，金融機構(gòu)需要在短時間內(nèi)上線新應用，快速伸縮資源以滿足突增的訪問量，確保系統(tǒng)持續(xù)正常運轉(zhuǎn)。這種敏捷應變的需求是單靠傳統(tǒng)IT架構(gòu)難以實現(xiàn)的。金融級云原生架構(gòu)便成為這些機構(gòu)加快系統(tǒng)迭代升級、跟上金融數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐的利器。從本質(zhì)上看，金融級云原生包括規(guī)范用云的架構(gòu)模式、技術(shù)標準、管理理念、應用實施的工具和方法，其目標是讓金融機構(gòu)擺脫對基礎設施的大量投入，將精力集中到業(yè)務創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)上來。借助云原生理念和工具，金融機構(gòu)可以像使用水電氣等公共設施那樣，使產(chǎn)品設計、開發(fā)調(diào)試、部署測試、資源消費等業(yè)務能夠即插即用地對接到任何一朵云上，從而在節(jié)省資源的同時實現(xiàn)靈活的部署運行，并獲得強大的算力支持和安全保障。

金融級云原生的演進之路

過去40年，我國金融行業(yè)IT架構(gòu)經(jīng)歷了多次變遷，大致可以劃分為分散式架構(gòu)、集中式架構(gòu)、“分布式+集中式”雙核架構(gòu)三個階段。20世紀80年代，金融機構(gòu)開始引入主機系統(tǒng)，此時構(gòu)建的業(yè)務系統(tǒng)高度分散，效率較低。90年代末，隨著計算機性能的提升和網(wǎng)絡設施的發(fā)展，銀行對資源和數(shù)據(jù)集中的需求愈發(fā)強烈，“數(shù)據(jù)大集中”成為當時金融IT建設的主要任務。主機承載的大集中模式顯著提升了IT處理效能，但集中管理也帶來了運維成本過高、業(yè)務創(chuàng)新迭代速度下降等問題。對此，一些金融機構(gòu)開始借鑒互聯(lián)網(wǎng)公司的模式，將部分外圍業(yè)務轉(zhuǎn)向分布式架構(gòu)。2017年左右，分布式架構(gòu)開始引起金融機構(gòu)的重視，并與大集中架構(gòu)融合共同形成目前銀行IT系統(tǒng)的主流架構(gòu)。2020年疫情帶來線上業(yè)務劇增，要求銀行快速適應遠程服務模式;同時，消費互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展加速，拉動金融服務與紛繁多變的場景深度融合。面對復雜多變的環(huán)境，金融機構(gòu)既要維持系統(tǒng)的穩(wěn)定連續(xù)，又要隨機應變、快速創(chuàng)新，IT框架迭代升級的緊迫性更加突出，越來越多的銀行開始將云原生作為下一代IT系統(tǒng)升級的核心技術(shù)架構(gòu)。

在金融級云原生架構(gòu)中，分布式與云計算是一對最佳組合。分布式是云計算的技術(shù)實現(xiàn)形式，云計算是傳統(tǒng)分布式的延伸。分布式云原生有助于應用的靈活延伸，云計算則可以提高系統(tǒng)的易管理性、用戶友好性和操作彈性。二者組合，將使金融機構(gòu)最大程度地分享到云計算的紅利。然而，任何技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)迭代都需要通過一定時間的多方實踐加以檢驗。從目前的情況看，金融級云原生架構(gòu)轉(zhuǎn)型不太可能一蹴而就。一方面，從監(jiān)管合規(guī)要求來看，金融的特殊性決定了它必須是一個強隔離、強監(jiān)管的行業(yè)，如何確保新技術(shù)應用過程中業(yè)務連續(xù)、數(shù)據(jù)安全和隱私保護符合監(jiān)管規(guī)則，仍有待探索;另一方面，金融機構(gòu)的信息化水平一直走在各行業(yè)的前列。然而，為保護既有投資，每家金融機構(gòu)平均上百個系統(tǒng)反而可能成為IT架構(gòu)升級迭代的掣肘。如何實現(xiàn)新技術(shù)與傳統(tǒng)架構(gòu)的融合并存，無疑也是金融數(shù)字化轉(zhuǎn)型中面臨的巨大挑戰(zhàn)。

但從長期來看，隨著數(shù)字經(jīng)濟和新技術(shù)的發(fā)展，金融業(yè)務敏捷化、場景化、遠程化乃是大勢所趨。云原生架構(gòu)可以賦能金融機構(gòu)加快需求交付、降低運營成本、支持容量伸縮、保證業(yè)務連續(xù)，從而使業(yè)務能更從容地接入創(chuàng)新技術(shù)、提升渠道的廣泛觸達能力。

金融數(shù)字化也是業(yè)務和技術(shù)的不斷互相促進的過程。為了滿足業(yè)務創(chuàng)新發(fā)展的需求，金融機構(gòu)的IT架構(gòu)也在漸進式地迭代和升級：從集中式(大型機、小型機)到開放式(云化基礎設施)，從狹義云原生到廣義云原生。

金融級云原生是廣義云原生在金融領域的增強版，是將過去在應用層做的大量工作(比如彈性擴展、服務升降級、容災切換等)下沉到云平臺層去實現(xiàn)，讓應用只需要關(guān)注客戶體驗與業(yè)務邏輯。

行業(yè)實踐

經(jīng)過多年的探索，目前金融級云原生技術(shù)已經(jīng)在金融業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中形成了一些行之有效的應用方案。

多活+單元化架構(gòu)

金融機構(gòu)在建設多活的數(shù)據(jù)中心時，兩個數(shù)據(jù)中心之間的物理距離可能會導致跨數(shù)據(jù)中心的交易服務訪問延時過大甚至出現(xiàn)超時。在這種情況下，計算跟存儲之間的跨城通訊是不滿足業(yè)務需求的。

如果采用單元化架構(gòu)，計算跟存儲基本封閉在一個邏輯數(shù)據(jù)中心(Logical Data Center，LDC)里面完成，可以根據(jù)需求控制交易服務的流量，及時調(diào)節(jié)訪問壓力。在跨城、跨數(shù)據(jù)中心的多活應用部署情況下，業(yè)務訪問根據(jù)路由策略進入LDC的某個單元內(nèi)，絕大多數(shù)業(yè)務服務交互可以在一個單元內(nèi)就近調(diào)用訪問完成，避免出現(xiàn)大量的跨數(shù)據(jù)中心交互訪問，交易的延遲性問題也可以得到很好的控制。此外，有些業(yè)務仍會存在跨單元、跨數(shù)據(jù)中心、跨城通信情況，業(yè)務訪問也將基于最小化數(shù)據(jù)跨域的服務調(diào)用策略進行交互訪問，可以最大化地解決跨城數(shù)據(jù)服務通訊的時滯問題(見圖1)。

故障隔離和自愈

金融機構(gòu)對系統(tǒng)穩(wěn)定性要求極高，物理服務器故障對業(yè)務產(chǎn)生的影響很大。如果物理服務器規(guī)模較小，很容易導致部分核心系統(tǒng)的應用服務分布過于集中,一旦服務器宕機，勢必直接影響業(yè)務的正常開展，后果十分嚴重。基于云原生架構(gòu)，金融機構(gòu)可根據(jù)業(yè)務特點和應用等級去制定策略，確保所有的調(diào)度不會集中在個別的物理服務器上，即把負載“打散”。此外，在云原生架構(gòu)下，金融機構(gòu)可以隨時監(jiān)控和探測系統(tǒng)的健康狀態(tài)，配置中心能自動發(fā)現(xiàn)物理服務器上的容器問題并及時報警和自動處置。

精細化處理

業(yè)務場景增多、業(yè)務變化加快、業(yè)務模塊之間關(guān)聯(lián)度日趨復雜，會造成系統(tǒng)運行中出現(xiàn)突發(fā)事件。有一些平常流量非常少的業(yè)務場景在業(yè)務量突然增大后，會導致周邊相關(guān)系統(tǒng)受到?jīng)_擊。這種情況很可能導致部分服務器請求遭到積壓，情況嚴重時會出現(xiàn)“雪崩”效應，從而使業(yè)務陷于癱瘓。此外，金融交易中經(jīng)常遇到的熱點賬戶問題，也很容易導致全行的“交易抖動”。如果可以識別甚至預判不同業(yè)務所導致的熱點并做到有效隔離，那么偶發(fā)情況就不會影響到其他業(yè)務場景。

云原生架構(gòu)的核心價值是可以實現(xiàn)流量的精細化隔離。在云原生架構(gòu)之下，基于模塊化開放智能網(wǎng)絡(Modular Open Smart Network，MOSN)的服務網(wǎng)格技術(shù)，金融機構(gòu)可以實現(xiàn)更細粒度流量調(diào)撥，使流量調(diào)撥從數(shù)據(jù)中心層面進一步聚焦到單個應用級別,選擇一些不敏感的應用服務先切流，從而避免影響到關(guān)鍵業(yè)務的正常開展。基于新的云原生能力，在流量轉(zhuǎn)發(fā)的過程，調(diào)度系統(tǒng)具備染色能力，可以在流量通過MOSN時進行標記，使之“路由”到指定的一些容器上。這樣，不同的業(yè)務請求就會被“路由”到不同的容器集群里，從而降低不同業(yè)務之間的相互影響，同時還可逐步實現(xiàn)對國產(chǎn)運行環(huán)境的切換。

應用發(fā)布能力

高效靈活的應用發(fā)布變更是金融級云原生的重要能力。對于金融機構(gòu)來說，每次發(fā)布必須做到審批有據(jù)可查，數(shù)據(jù)安全無損，過程可實時監(jiān)控，應急可回退復原。金融級云原生可以將安全生產(chǎn)理念融入應用發(fā)布的全流程管理，在架構(gòu)層面上提供“可灰度，可回滾(應急)，可監(jiān)控、可審計”的能力。

結(jié)束語

經(jīng)過多年的實踐探索，阿里云將云原生的架構(gòu)原則與金融行業(yè)實踐相結(jié)合，形成了一套金融級云原生的方法論和工具箱，包含云原生成熟度評估模型、架構(gòu)藍圖以及實施路徑，并配套形成金融級云原生的技術(shù)框架體系。這些方法和技術(shù)框架體系具有一定的通用性，可以幫助金融機構(gòu)尋求適合自身定位的架構(gòu)迭代路徑，滿足多元化的業(yè)務創(chuàng)新需求，適應日益嚴苛的場景考驗，賦能金融機構(gòu)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。■

關(guān)鍵詞： 金融級 原生分 布式架