【系列专栏】银行IT的云原生架构-云单元架构 12

银行 IT 的云原生架构-云单元架构

一、引言

在银行数字化转型进程中，云原生架构已成为提升竞争力、实现高效创新的关键支撑。其中，云单元架构作为一种先进的架构模式，正逐渐受到银行的关注与应用。云单元架构通过将复杂的系统拆分为多个相对独立、自治的单元，为银行带来了更高的灵活性、扩展性与可靠性。从目标、特征、单元化流量路由、应用与数据单元化、分布式中间件等多个关键角度深入剖析云单元架构，对于银行更好地理解和应用这一架构，推动业务发展具有重要意义。

二、云单元架构的目标

（一）提升业务灵活性与敏捷性

1. 快速响应业务变化：银行业务需求随市场环境、客户需求不断变化。云单元架构下，每个单元专注于特定业务功能，当业务需求变更时，只需对相关单元进行调整和优化，而无需对整个系统进行大规模改造。例如，当银行推出新的理财产品时，负责产品管理与销售的单元可以独立进行功能开发和上线，快速响应市场需求，缩短产品上市周期。
2. 支持业务创新试验：银行可利用云单元架构，在部分单元内进行新业务模式、新技术的试验。若试验成功，可将经验推广至其他单元；若失败，也不会对整个系统造成重大影响。如某银行在特定单元内试点基于区块链的跨境支付业务，通过小范围试验积累经验，为后续大规模推广提供依据。

（二）增强系统扩展性与可靠性

1. 灵活扩展资源：随着银行业务量的增长，云单元架构允许银行根据各单元的实际负载情况，灵活扩展计算、存储和网络资源。例如，在电商促销活动期间，负责在线支付的单元业务量剧增，可单独为该单元增加服务器资源，保障支付业务的顺畅运行，避免因资源不足导致交易失败。
2. 提高系统容错能力：由于各单元相对独立，一个单元出现故障时，不会波及其他单元，从而提高了整个系统的容错能力。银行可通过冗余配置单元，当某个单元故障时，自动将流量切换至备用单元，确保业务连续性。如在银行核心账务系统中，多个账务处理单元相互备份，当一个单元出现硬件故障时，系统自动将账务处理任务切换到其他正常单元。

三、云单元架构的特征

（一）独立性与自治性

1. 业务功能独立：每个云单元具有独立的业务功能，可独立进行开发、测试、部署和运维。例如，银行的客户信息管理单元、信贷审批单元、资金清算单元等，各单元专注于自身业务领域，相互之间通过标准化接口进行通信，降低了系统耦合度。
2. 资源独立管理：各单元拥有独立的计算、存储和网络资源，可根据自身业务需求进行资源调配和管理。这种资源独立管理模式避免了不同业务之间的资源竞争，提高了资源利用效率。如客户营销单元可根据营销活动的规模和时间，灵活调整计算资源，在活动高峰期增加服务器资源，活动结束后释放资源，节约成本。

（二）可复制性与可扩展性

1. 单元复制与扩展：云单元架构具有良好的可复制性，当业务量增长或需要拓展新业务区域时，可快速复制现有单元。例如，银行在拓展新的城市分行时，可直接复制已有的分行运营单元，包括业务系统、数据管理等，快速搭建新分行的业务环境。同时，单元内部的资源也可根据业务负载进行水平扩展，如增加服务器节点、扩大存储容量等。
2. 架构灵活扩展：随着技术发展和业务需求变化，云单元架构能够灵活扩展新的单元类型。例如，当银行开展数字货币业务时，可新增数字货币业务单元，与现有单元协同工作，共同支撑银行的业务发展，而无需对现有架构进行大规模重构。

四、单元化流量路由

（一）基于业务规则的流量分配

1. 业务场景驱动：银行根据不同业务场景制定流量分配规则。例如，对于小额高频的零售业务交易，将流量分配至专门优化的零售业务单元，以提高交易处理效率；对于大额低频的对公业务交易，分配至对公业务单元，确保业务处理的专业性和准确性。通过这种基于业务场景的流量分配，提高各单元对业务的适配性，提升整体业务处理性能。
2. 动态调整流量：实时监测各单元的业务负载情况，根据负载动态调整流量分配。当某个单元业务负载过高时，自动将部分流量分配至负载较低的单元，实现流量的均衡分布。如在银行的信用卡还款高峰期，若负责信用卡还款的单元负载接近饱和，系统自动将部分还款请求流量分配至备用单元或其他相关单元，保障还款业务的正常进行。

（二）流量路由技术实现

1. 负载均衡器应用：在云单元架构中，负载均衡器发挥着关键作用。通过负载均衡器将外部请求均匀分配到各个单元。常见的负载均衡算法有轮询、加权轮询、最少连接数等。例如，采用加权轮询算法，根据各单元的处理能力设置不同的权重，处理能力强的单元权重高，分配到的流量相对较多，确保各单元的资源得到充分利用。
2. 服务网格技术辅助：服务网格技术，如 Istio，为单元化流量路由提供更精细的控制。Istio 可对服务间的流量进行管理，包括流量的路由、熔断、重试等。在银行云单元架构中，利用 Istio 可实现对不同单元之间数据交互流量的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。例如，当某个单元出现故障时，Istio 可自动将流量切换到备用单元，并对故障单元进行隔离，防止故障扩散。

五、应用与数据单元化

（一）应用单元化

1. 业务功能模块化：将银行的应用系统按照业务功能拆分为多个独立的应用单元。每个应用单元专注于一项或多项紧密相关的业务功能，如客户开户、账户查询、转账汇款等功能分别由不同的应用单元实现。这种模块化设计使得应用开发、维护和升级更加便捷，提高了开发效率和系统的可维护性。
2. 独立部署与运维：应用单元可独立进行部署和运维。开发团队可以根据业务需求，灵活选择合适的技术栈和部署方式。例如，某个应用单元可采用容器化技术进行部署，利用 Kubernetes 进行容器编排和管理，实现快速部署、弹性伸缩和高效运维。同时，每个应用单元的运维工作可独立进行，降低了运维的复杂性和风险。

（二）数据单元化

1. 数据分区与隔离：根据业务特点和数据关联性，将银行的数据进行分区，每个单元负责管理和处理一部分数据。例如，按照客户类型将客户数据分为个人客户数据和企业客户数据，分别由不同的数据单元进行存储和管理。这种数据分区与隔离方式，不仅提高了数据处理效率，还增强了数据的安全性和隐私性。
2. 数据一致性保障：在数据单元化环境下，确保不同单元之间数据的一致性是关键。采用分布式事务处理技术、数据同步机制等保障数据一致性。例如，在涉及跨单元的业务操作，如个人客户向企业客户转账时，通过分布式事务处理技术，协调相关数据单元的操作，确保转账操作的原子性，即要么所有涉及的数据单元都完成转账操作，要么都回滚，保证数据的一致性。

六、分布式中间件在云单元架构中的作用

（一）服务治理与通信协调

1. 服务注册与发现：分布式中间件提供服务注册与发现功能，各应用单元将自身提供的服务注册到中间件中，其他单元在需要调用服务时，通过中间件进行服务发现。例如，当一个应用单元需要调用客户信息查询服务时，可通过分布式中间件快速找到提供该服务的单元地址，实现服务的调用。这种服务注册与发现机制，提高了服务调用的效率和准确性，降低了服务集成的难度。
2. 服务通信管理：管理应用单元之间的通信，提供可靠的通信协议和机制。例如，通过分布式中间件，应用单元之间可采用 HTTP/HTTPS、gRPC 等通信协议进行数据交互。同时，中间件可对通信过程进行监控和管理，如设置超时时间、重试次数等，确保服务通信的稳定性和可靠性。在银行云单元架构中，保障各单元之间通信的顺畅，对于业务的正常运行至关重要。

（二）数据缓存与共享

1. 数据缓存加速：分布式中间件提供数据缓存功能，将常用数据缓存到内存中，提高数据访问速度。在银行应用中，如客户信息、产品信息等常用数据，可通过分布式中间件进行缓存。当应用单元需要访问这些数据时，优先从缓存中获取，减少对数据库的访问次数，提高系统性能。例如，在客户登录银行手机应用时，客户基本信息可从缓存中快速获取，减少登录等待时间，提升客户体验。
2. 数据共享与协同：促进不同单元之间的数据共享与协同。通过分布式中间件，各单元可以安全、高效地共享部分数据，实现业务的协同处理。例如，在银行的综合营销活动中，客户营销单元和客户服务单元可通过分布式中间件共享客户行为数据，共同制定营销策略，提高营销效果。

七、结论

银行 IT 的云单元架构以提升业务灵活性、增强系统扩展性和可靠性为目标，具有独立性、可复制性等显著特征。通过合理的单元化流量路由、应用与数据单元化以及分布式中间件的支持，云单元架构为银行提供了一种高效、灵活、可靠的架构模式。然而，在实际应用过程中，银行也面临着一些挑战，如单元划分的合理性、数据一致性保障的复杂性等。未来，随着技术的不断发展和银行实践经验的积累，云单元架构有望在银行 IT 领域得到更广泛的应用和进一步的优化，为银行业务的持续创新和发展提供坚实的技术支撑。