银行核心业务系统存储网络交换机部署规划浅析
中国邮政储蓄银行数据中心 张帝 汤勇
随着日益增长的便捷性金融服务需求与快速发展的移动互联网技术的相互融合，线上零售金融交易额呈现大幅增长态势，交易笔数不断创出新高。近年来，中国邮政储蓄银行核心业务系统的年交易处理量峰值持续保持20%左右的年均复合增长率，并呈现出稳定增长的趋势，同时也对银行核心业务系统应用软件、应用平台和基础软件平台造成巨大的运行压力，并最终传导到硬件平台上。
I/O资源是硬件平台的一项主要资源，其整体性能直接影响到银行核心业务系统的处理能力。存储网络交换机作为I/O线路上的重要一环，是存储区域网络的重要节点，其部署方案既影响着I/O路径通道速率和带宽，又决定着存储网络调整的灵活性和扩展性。因此，在银行核心业务系统基础硬件设施部署实施前，有必要针对存储网络交换机制定整体性的有效规划。本文根据支撑核心交易系统稳定运行所需要的存储网络交换机的根本需求，立足于当下高档存储网络交换机产品现状与特性，解析核心交易系统部署过程中存储网络交换机规划所涉及的要点，探讨其对核心交易系统高效、可靠和安全运行的重要意义。
一、规划原则
银行的核心业务系统是以客户为中心，以账务处理为核心，提供24小时不间断的服务。虽然各家银行核心业务系统的外延有大有小，但对于交易处理的高效性和稳定性的要求是一直未变的。这就要求支撑核心业务系统的硬件平台应具有高RAS（Reliablity, Availabity and Serviceability）特性。
为满足核心业务系统的需求，除在应用系统架构层面进行专门设计之外，在硬件层面也需要针对专业产品的特点进行详细、深入的设计，力争实现最高效的资源调度和最灵活的资源调整，保障核心业务系统高效、稳定运行。对于整套存储交换网络而言，遵循最佳行业实践，采用冗余部署，实现高可靠性；对于单一存储网络存储交换机而言，从底层实现I/O均衡，避免局部瓶颈点。
“电子商务概论”课程在笔者所在的学院，是为软件工程专业学生开设的一门专业选修课，让学生了解电子商务这门新兴学科及其在行业中的应用，了解电子商务相关基本技术，包括一些基础的计算机技术和网络技术，有助于学生拓宽视野，使其了解和掌握相关学科知识，以适应当前各学科互相渗透，综合运用的形势要求。本课程面向的是软件工程专业的大三学生，已掌握软件技术方面的基础知识，并有一定的实践能力。
生物制剂可湿性苏云金杆菌粉剂(Bt)[6]、美国白蛾病毒5000倍液[8]等对美国白蛾也可产生较好防效。
1.路径最短原则
路径最短原则可实现一进一出I/O在一个ASIC芯片内部完成处理，实现效率与速度同步优先。这是基于产品所做出的I/O最高效配置方案。相应地，需在存储网络交换机的操作系统层面进行的HardZone配置，是通过降低灵活性来增强I/O高效性，实现一进一出绑定。另外，路径最短原则也要求尽可能少地跨核心交换板（Core Blade）进行I/O交换，以减少I/O所经过的ASIC芯片处理数量，避免后端背板或通道的I/O瓶颈，缩短I/O行走的路径长度。
2.对称使用原则
由于存储网络交换机是大量线路的聚集区，因此使用前必须将可维护性置于最高规划原则中。在存储网络交换机的生命周期中，除更换端口和板卡等一般性维护操作外，还需要考虑同城灾备存储网络建设与调整、异地灾备存储网络建设与调整等操作配置的便利性，以降低对核心业务系统实时交易带来的潜在操作风险。
3.顺序分配原则
兼顾安全与效率，图3同时也说明了“端口对上下对称使用”的功能，实现ASIC级的负载均衡。板卡内部ASIC层级的存储网络交换机内部连接如图4所示。
一块端口板卡由两颗ASIC芯片控制所有对内对外接口。每颗芯片负责一半端口，彼此间不交叉管辖，无备份管控功能。另外，前端口数量是后端口数量的1.5倍，所以无法实现整体上的线速（Line Speed）。基于此，路径最短原则和对称使用原则的意义是实现本地交换全线速，达到效率最优。此外，进、出端口最好采用上下紧邻部署的方式，在兼顾端口组、端口标识上都可实现有规律地使用，便于后期维护，如奇数标识口连接主机、偶数标识口连接存储等。
4.可维护性原则
对称使用原则是基于产品板卡的端口分布特点所做出的规划原则。由于每块32口以上的blade板卡都有两颗ASCI控制处理芯片，分别管控着一半的对内对外端口。两颗芯片相互间物理分隔，没有共享。因此，综合考虑处理效率、故障隔离及易维护和易管理等因素，并遵从路径最短原则，将对称使用原则列为第二条规划原则。
二、规则设计
银行核心业务系统所使用的存储网络交换机是企业级的大型高档产品，外观上拥有大量的板卡和端口，内在具有良好的RAS和扩展特性。本文示例所用的典型产品外框如图1所示。控制板CP Blades与核心交换板（Core Blades）功能分离，核心交换板专门完成内部跨板、对外与其他交换机ICL（Inter-ChassisLink ）等功能。端口板Port Blades完成外部I/O接入，是交换机最主要的外接接口部件。高档存储交换机还可灵活配置协议转换、数据加密和隧道搭建等专有功能的组件或板卡，满足存储网络搭建的各种需要。
首先，同一端口板上的同一颗ASIC管控下的两个端口间路径最短。其次，同一端口板上的两颗ASIC管控下的两个端口间路径次短。再次，是经过核心交换板的同一存储网络交换机上的两个端口间的路径。最后是跨存储网络交换机间的端口间I/O路径。图2 的I/O通道示意图中，具体一块端口板内部端口与ASIC芯片间的关系如图3所示（以48端口板为例）。
（五）建立高效顺畅的决策机制。建立对出资企业的适当授权或权力下放。由于集约化管理造成投资决策程序多、时间长，投资效率低，与民营企业的决策效率形成鲜明的反差，使参与实业投资的竞争力下降，另外，根据目前的管理理论，完全的企业的集权管理不适合国有企业，不能搞活国有企业，应采取集权与分权相结合的模式，基于以上因素，可以给予出资企业适当的授权或放权，具体操作上设定一个投资权限，在权限以下的投资由投资主体自行决策，对于科技创新，将决策权交给创新主体企业，不再报出资人审批决策，既能提高投资或创新决策效率，又能有效发挥下级企业的投资或创新积极性，直接有助于国有企业对实业经济的布局能力。
图1 高档存储网络交换机组件外框示意
图2 高端存储网络交换机I/O通道示意
1.路径最短设计
实际使用部署中，既可利用单块端口板卡直接完成一条I/O通道，又可通过核心交换板实现存储交换机内部跨板I/O通道，还可进行交换机间的互联，组建更大范围、更多级别和更高层次的大型数据存储交换网络。高端存储网络交换机I/O通道实现示例如图2所示。
综上，笔者认为当高脂饮食导致大鼠发生NAFLD时，血清饱和脂肪酸含量的升高和不饱和脂肪酸含量的降低既是NAFLD的作用结果，也是促进NAFLD发展的因素。NAFLD模型大鼠血清中存在明显的游离脂肪酸谱紊乱，而不同类型的脂肪酸在NAFLD的发生和发展过程中发挥着不同的作用。其中ω-3多不饱和脂肪酸（如α-亚麻酸、DHA等）具有明显的抗炎和改善脂质代谢作用，并能显著改善NAFLD模型大鼠肝脂肪样变性，减轻肝组织炎症反应。建议通过膳食补充ω-3多不饱和脂肪酸或采用祛湿化瘀方等药物干预脂肪酸代谢，从而有效预防和治疗NAFLD。
图3 端口与ASIC芯片间的关系示意
图4 板卡间内部线路对应关系
2.对称使用设计
核心交易系统的应用服务器与数据库服务器都会配置大量的I/O端口与存储网络交换机互通，以搭建获取存储资源的高带宽“高速公路”。基于两者的I/O量明显不同，兼顾采购成本、灾备部署等不可控因素，早期无法给出最优的存储网络交换机配备方案。要实现存储网络交换I/O层面上的负载均衡，确定板卡级顺序使用的原则，力争实现板卡级别I/O相对均衡。遵循路径最短配置原则，可保障局域的、跨板的I/O都实现最优。
为了增加消费者的规模，实体经济应该提供更多的优惠活动，不仅仅是利用降价促销等价格战来对抗网络经济，而应以吸引人群与建立长期发展战略为目的，在此基础上再建立忠诚客户群，定期举行一些优惠活动回馈这些忠诚顾客，让消费者感受到更多的实惠，增强吸引力。
在核心交换板卡Core Blade设计确定的情况下，选择与之相适应的尽可能多的端口板是较好的配置方案，可实现最优性价比。在跨板I/O相对可控的情况下，使端口板卡上的每个ASIC均处理跨板I/O，实现I/O线路冗余与带宽使用最大化。基于此，端口使用时在遵循路径最短规划的基础上，进一步要求“上下对称使用规则”。
3.端口顺序分配设计
路径最短原则设计是基于相邻端口的使用规范，对称使用原则是基于ASIC所设计的同一板卡端口使用规范，而端口顺序分配设计则基于板卡所设计的端口使用规范，是与主机侧多路径管理软件（MPI/O）相配合的一种端口分配策略，可实现存储网络交换机板卡间I/O均衡的方案。如按图1端口板卡的位置示意图，从1～4、9～12的顺序，循环使用所有端口，实现存储网络交换机整体上的性能最优。
存储网络交换机是存储区域网络中的核心节点，具有内部交换、网路路由和存储网络扩展等功能。存储网络交换机使用FC（Fiber Channel）协议，支持用于异地（和/或同城）灾备数据传输FC/IP协议转换、隧道、加密和数据压缩等功能，涉及面广，基础意义重大，是银行核心系统部署规划中必不可少的一环。
在当前云计算快速发展的形势下，安全、高效和灵活的存储区域整体规划对于云环境的重要意义不言而喻。对于存储网络交换机的规划设计而言，端口间、芯片内、板卡间和交换机间的I/O使用规划与规范是基础，而对于核心存储网络交换机规划而言，还需聚焦业务特性和存储网络的整体规划，关注交换机的Zone配置（SoftZone具有灵活性、HardZone具有高效性）、域ID的规划等内容。任何一个方面的缺失都会影响I/O通道的高效性与安全性。因此，本文的规划原则和设计方法对于现有的云平台存储部分的规划与实施有较好的借鉴意义。
标签：银行核心业务系统论文; 网络交换机论文; 部署论文; 存储论文; 金融服务需求论文; 互联网技术论文; 增长态势论文; 零售金融论文; 中国邮政储蓄银行数据中心论文;