（计算机应用技术专业论文）银行数据集中前置系统的研究与设计.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 近年来，i t 技术的迅猛发展使得国内银行业掀起了“大集中”的浪潮， 备家银行纷纷展开了大集中系统的建设。银行i t 系统的数据集中建设，在业 务上，能够为银行建立全行业务的统一视图；在i t 建设上，能够通过对系统 的集中投入，加快银行i t 系统的建设步伐，从而提高银行整体的竞争力，同 时降低银行i t 系统的维护成本。我国的各家全国性商业银行，在实施大集中 之前，包括核心业务系统、各种渠道系统以及管理信息系统在内的绝大多数 业务系统都是由分行建设的。分行通常以自己的业务为中心来建设的渠道系 统、业务支持系统，核心业务系统被视为分行业务以及系统的整合点。在银 行大集中的过程中，部署在全国数据中心的核心业务系统替代了分行的业务 系统，而分行的渠道以及中间业务系统，由于银行的规模以及地方特色等因 素往往很难集中到数据中心，这样系统的架构在分行和数据中心之间缺乏一 个整合点。顺应时势，以前置系统为基础框架的三层客户机前置系统朋艮务 器模式应运而生，构筑了这个整合点。 基于银行当前的现状和需求，本文着重于前置系统的研究与开发，介绍 了前置系统的发展及其组成，对前置系统的功能、框架结构、实现所需的关 键技术进行了详细的分析，提出了设计扩展：给出了解决方案。对银行电子化 建设过程中面临的数据大集中、多种银联业务渠道的接入造成银行系统入口 繁多，开发周期长，管理和维护复杂等问题，提出构建了一个具有高度扩展 性，能够对新业务作出快速融合，并能够和银行内部已有的各种子系统相互 关联并调度各系统协调一致的银联前置系统平台。因此，我们根据需求设计 了前置，包括系统的设计原理，系统的总体架构以及软件结构，以及系统的 功能模块设计，最后对系统的安全交易进行了分析并设计，平台的实现对银 行电子化建设、银行前置系统的开发有一定的指导作用。 关键词：数据大集中，整合，前置系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第1l 页 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h er a p i dd e v e l o p m e n to f i tt e c h n o l o g ym a k e st h ed o m e s t i c b a n ks t a r t e dt h et i d eo fc o n c e n t r a t i o n b a n k sh a v e l a u n c h e dt h e s y s t e m c o n s t r u c t i o n t h eb a n ki ts y s t e md a t ac e n t r a l i s mc o n s t r u c t i o n ，i nb u s i n e s s ，c a l l e s t a b l i s hau n i f o r mv i e wo fa l lf o rt h eb a n k ；i nt h ei tc o n s t r u c t i o n ，c a l lf o c u so n t h ei n v e s t m e n tb a n k i n gi ts y s t e m st oa c c e l e r a t et h ep a c eo fb u i l d i n g t h e r e b y e n h a n c i n gt h ec o m p e t i t i v e n e s so ft h eb a n k i n gs y s t e m ，w h i l er e d u c i n gt h ec o s t so f b a n ki ts y s t e m s o u rc o u n t r yv a r i o u sn a t i o n w i d ec o m m e r c i a lb a n k ，b e f o r e c o n c e n t r a t i o n , i n c l u d i n gt h ec o r eb u s i n e s ss y s t e m k i n d so fc h a n n e ls y s t e m sa s w e l la st h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e ma r eb u i l tb yt h eb r a n c hm o s t l y t h e b r a n c hu s u a l l yt a k eo w ns e r v i c ea st h ec e n t e rt ob u i l tt h ec h a n n e ls y s t e m t h e s e r v i c e s u p p o r tp r o g r a m ，t h e c o r eb u s i n e s ss y s t e mw h i c ha r er e g a r d e da s s y s t e mc o n f o r m i t ys p o t mt h ep r o c e s so fb a n kc o n c e n t r a t i o n s y s t e mi n t h e n a t i o nd a t ac e n t e rn e e dt or e p l a c et h eb r a n c h e s b e c a u s ef a c t o r ss u c ha sb a n k s c a l ea sw e l la sp l a c ec h a r a c t e r i s t i cb r a n c h sc h a n n e la n dm i d d l eo p e r a t i o n a l m o d e li so f t e nd i f 五c u nt oc o n c e n t r a t et h ed a t ac e n t r a l s ot h es y s t e ml a c k sa c o n f o r m i t ys p o tb e t w e e nt h eb r a n c ha n dt h ed a t ac e n t r a l n l en e wm o d e lc l i e n t f r o n te n ds y s t e m s e r v e ra p p e a r s i nv i e wo f t h ec u r r e n tb a n kc o n d i t i o n sa n dd e m a n d ，t h i sp a p e rf o c u s e so nt h e p r e s y s t e mr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t ai n t r o d u c e dt h ep r e s y s t e md e v e l o p m e n t a n di t s c o m p o s i t i o n 。t h ee s s e n t i a lt e c h n o l o g yw h i c hu s e df o rp r e - s y s t e m r e a l i z a t i o nn e e d e d ，f u n c t i o n ，t h ep o r t a lf r a m ec o n s t r u c t i o n ，h a s c a r r i e do nt h e d e t a i l e da n a l y s i s 。p r o p o s e dt h ed e s i g ne x p a n s i o na n dp r o d u c e dt h es o l u t i o n a s t h ep r o b l e m so ft h ed a t ac o n c e n t r a t i o n ，b a n k sm u l t c h a n n e lj o i n i n ，m a n a g e m e n t a n dm a i n t e n a n c ec o m p l e x i t yb e c o m em o r eo b v i o u sd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o no f b a n ke t e c t r o l y s a t i o n ，t h ea r t i c l ep u t sf o r w a r dt oc o n c e i v eai n t e g r a t i v ef r o n t b a n k b u s i n e s sp l a t f o r mt h a ti sp r o v i d e dw i t hh i g h l ye x t e n d i n g ，q u i c kr e s p o n s et on e w b u s i n e s s ，a s s o c i a t i n ga n dh a r m o n i z i n gd i f f e r e n ts u b s y s t e m s a n dt h e r e f o r e ， a c c o r d i n gt on e e d ，w eh a v ed e s i g n e dp r e s y s t e m ，i n c l u d i n gs y s t e m a t i cd e s i g n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1l l 页 p r i n c i p l e ，s y s t e m a t i cp o p u l a t i o n f r a m ea n ds o f t w a r e s t r u c t u r e ，t h ef u n c t i o n m o d u l ep a y i n gs y s t e m ，f i n a l l ya n a l y s e da n dd e s i g n ds a f em o d e l 。i th a ss o m e g u i d i n g f u n c t i o nt ot h ec o n s t r u c t i o no ff i n a n c e e l e e t r o l y s a t i o n a n dt h e d e v e l o p m e n to ff r o n t b a n kb u s i n e s ss y s t e m k e y w o r d s ：d a t ac o n c e n t r a t i o n ，i n t e g r a t i o n ，f r o n te n ds y s t e m 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 引言 第1 章绪论 6 0 年代，自i b m 发明了第一台商业计算机系统后，i t 开始从无到有，以 一种置于玻璃房的主机挂终端的形式起步发展。从8 0 年末期到9 0 年代初期， 由于较低的附加开销、较低的劳工费用，使整个工业界的趋势走向分布式及 部门式管理。为了加快对市场的响应时间，对i t 应用系统开发的速度提出了 更快的要求，因此i t 的体系结构从原来单一集中式模式，走向分布式模式。 并且逐步演变成难以控制的分散式架构。经过几年实践证明，在这种分散式 模式下，带来许多负面效果：首先是降低了i t 的效率，分散的数据，分散 的技术力量，机器，软件系统资源不可共享，以及管理水平的不平衡，使得 运营成本大幅增加。支持及管理人员的增加使企业整体规划，整体管理变的 艰难。其次是缺乏标准化，各式各样的信息形成了一个个“信息孤岛”。企业 内部无法形成数据集中及应用集中，因此无法快速有效地为企业整体的经营 管理者提供管理辅助信息。在众多的分散中心的条件下，实施相互灾难备份 的费用非常庞大，其管理及运作及其艰难。面对这些挑战，管理者自然要问： 怎样更好地支持、管理网络、软件及服务器? 怎样更好地控制投资回报? 怎 样有效快速地分析业务数据? 怎样集成分布式应用及数据? 怎样将传统的应 用面向电子商务的同时，又能保证关键应用的高可用性及安全性? 数据大集 中就是在这种背景下产生的。信息已成为主导全球经济的基础，企业信息化 是企业经济现代化的主要标志，同时也是企业生存发展的保证。数据大集中 正是企业信息化的前提。目前，越来越多的企业普遍认识到进行信息化建设 的必要性和紧迫性，而我国银行业正处于信息化建设的关键时期。 大约在上个世纪5 0 年代，国外一些银行就已经开始利用计算机进行票据 集中录入，以提高账务处理效率，时至今日，基于互联网技术的网络银行、 电子商务等新型服务渠道在国外银行提供的虚拟化、个性化金融服务中已得 到了广泛运用。我国银行业信息化建设起步较晚，在2 0 世纪8 0 年代初，我 国银行各营业机构还基本停留在“一把算盘一支笔”的手工记账阶段。经过“六 五”作准备、“七五”打基础、“八五”上规模、“九五”见成效四个发展阶段，我 国银行业从无到有、从小到大，已逐步形成了一个全国范围的金融电子化体 系。但在经营管理信息化建设上，中国银行整整落后国外先进银行同业一个 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 时代。特别是中国加入世贸组织之后，我国银行的许多传统优势将面临着更 为严峻的竞争力的挑战。面对内、外强大压力，建设一个集中统一的全国性 的数据集中处理环境，实现银行全国性数据大集中，既是我国银行业的生存 所迫，也是大势所趋 l2 银行数据大集中 全球经济一体化进程的加快和社会经济的快速发展，使我国银行业各类 客户的经济活动方式和地域范围发生了巨大的变化。客户结算半径的扩大， 要求银行提供更加高效、便捷、安全、可靠的结算和支付手段。这就需要我 国商业银行打破传统的基于省域范围甚至更为分散的地域性条块分割的分散 的管理和经营模式，依托快速发展的信息技术进行技术创新，为客户提供实 时的、全国性的金融产品和多样性、个性化的新型服务渠道，建设一个集中 统一的全国性的数据集中处理环境，实现银行全国性数据大集中是大势所趋。 现在工、农、中、建四大国有商业银行大都已拟定了各自的全国数据大集中 的整体规划和实施方案，有的行已进入具体的实施阶段。总体看来，实现全 国性数据大集中将会给中国银行业带来许多有利条件，有利于增强中国银行 业的核心竞争力，主要体现在： ( 1 ) 有利于实施和建立一级法人体制下的法人授权机制及分支机构等级管理 体系，实现从租放经营向集约化经营转变，实现银行业务的集中监控和风险 防范，有利于完善银行内部控制机制和法人治理结构，实现资源共享，进一 步降低管理成本。 ( 2 ) 有利于提升国有商业银行的经营理念，实现稳健经营和深度效益的挖掘， 为社会提供高品质的金融服务，促进业务处理的标准化和规范化，缩短金融 产品的翎新周期。 ( 3 ) 有利于改革银行内部核算层次，加快银行资金的流动，促进国民经济的 快速发展。 ( 4 ) 有利于集中、引进和保持优秀的技术资源，加强技术、业务和生产运营 的统一、规范化管理，提高软件开发和系统运行的质量，促进中国软件产业 的发展。 ( 5 ) 有利于实现电子化建设的规模效益，树立金融产品的品牌形象，为社会 提供统一、规范、高效的金融服务。 ( 6 ) 有利于实现全行经营数据的完整性、准确性和可访问性，奠定客户关系 管理的数据基础，挖掘客户关系及其价值，真正实现以客户为中心的经营管 理理念。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 国外银行先后经历了二次数据中心合并的高潮，其带来的结果是，美、 英、德、日等国的许多具有代表性的大银行，都建立了自己在世界范围内的 数据集中处理中心。比如美国大通银行将世界范围内的l o 个中心合并为1 个中心，英国汇丰银行最终目标是把全球业务集中到欧洲、美洲和亚洲3 个 中心，德国的德雷斯顿在全球建有4 个主要的计算中心，日本几乎所有银行 都只有生产和灾难备份2 个数据中心。回顾国外银行业数据集中的基本过程， 大约有以下几种方式或阶段： 1 管理集中：即将分散式的i t 体系结构，用集中式管理模式进行运作。 2 物理集中：即不改变任何应用体系结构，将原来运作在各个分支机构的 服务器上的应用集中在某一数据中心的一台或多台集群式系统内，以实现系 统管理、运行维护的集约化。 3 狭义的数据集中：利用先进的存储技术，实施数据的集中存储及管理： 或通过 _ 定的共享软件机制，实施数据的集中共享。 4 逻辑集中：就是将各数据中心辖内分行的业务集中在同一个应用系统上， 各类数据视具体要求进行集中或分布处理。这样可以真正做到与业务集中相 匹配的应用集中，即客户关键业务信息的数据集中。 我国商业银行特别是国有银行经过2 0 多年的电子化建设，大都建成了 区域性的计算机中心，目前进行的全国性大集中就是属于逻辑集中，它体现 在各大银行实现全国数据集中的同时或之后，都各自应用了一套新的综合业 务系统。这些系统具有一个共性，就是打破了原有的业务流程和运行模式， 使原来按地域条块分割的业务整合起来，实现所有业务集中处理、所有数据 集中共享。具体到集中模式，国内银行主要有一中心、双中心和多中心三种。 比如光大、民生、深发展等股份制银行，都是建立1 个数据中心：国有银行 的集中模式各有不同，农行是在3 6 个省城中心的基础之上最终建立一个全国 中心，工行是集中到北京、上海南北两大中心，建行也准备先建立北京、上 海两个数据中心，中行在全国建有华北、华东、西北、西南、华南5 个数据 中心。之所以存在集中模式的差异，主要同各行的经营规模、网络基础有关。 分行业务量不是很大的银行，从便于管理效益考虑，可以实现全国一个中心； 而对于业务量大的银行，特别是国有商业银行来说，由于建设一个中心的风 险太大，只能采取从区域到全国分步集中的方式，最终集中到全国性的一个 或几个数据中心。但从实现形式，还是工程内容来看，不论采取哪种模式， 都是在不同地理位置建设数据中心和灾难各份中心并联网，按地域区划在下 级分行设置前置系统，利用先进的主机、网络技术，将各地的网络、系统、 应用数据进行整合归并，从而形成一个上联全国中心、下联网点终端，物理 上相对独立、逻辑上统一的全国性计算机综合信息系统构架。 银行业电子化建设经过这2 0 多年的历程，现在大型商业银行大都已经 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 建成了省域数据中心，实现了区域性的数据集中处理，基础设施、软件开发、 科技队伍都为实现全国数据大集中奠定了坚实的基础，也积累了宝贵的实践 经验。计算机特别是大型计算机技术和集群技术的发展，为实现全国大集中 提供了可能；同时网络通信技术的快速发展，为实现全国大集中提供了必要 的技术条件。其次，在以往的信息化建设中，各行基本上实现了业务核算、 业务操作、数据采集与传递、业务监控、业务应急的规范统一，形成了较为 规范、操作性强的业务需求，为实现全国大集中做好了必要的业务准备。再 次，入世后，国外银行带来的丰富的实践经验和极具参考价值的实现模型， 及各行在以往的电子化建设过程中，积累的大量工程实施经验和运行管理体 系建设的经验，为实现全国大集中提供了必要的经验积累。最后，各行在以 往的信息化建设中培养积蓄了大量的技术力量，同时完成了大量操作人员计 算机技术培训工作，逐步形成了能够满足大集中需要的新型的运行管理体系， 为实现全国数据大集中提供了必要自q 人员和体制保障。 1 3 问题的提出 随着银行业务，尤其是前置业务的不断增多，银行系统日益复杂，越来 越多的诸如a t m ，p o s 、网上银行等有别与传统业务的业务处理系统，需要 与银行帐务系统对接。银行帐务系统与外部系统之间的联系也越来越紧密， 银行帐务系统需要访问外部系统，同时又要提供接口给外部系统访问。如果 对不同的接入方式、每一种业务都采用对应的、不同的接入点或接口，势必 造成整个银行系统入口繁多，管理和维护复杂。因此，银行需要一个统一的 应用基础平台，或者说一个统一的集中平台。一方面各种非传统业务应用都 能够架构在这个平台之上，另一方面这个平台能够支持多种接入方式，以提 供多种应用统一的接入点。理想的解决方案是在银行帐务系统和外部系统之 间插入个平台，无论是外部系统还是内部系统都和这个平台进行连接，而 不再互相自连，用来避免接口的复杂化和繁杂化。 入世后的中国金融行业面临国际同行业带来的激烈竞争，新兴的商业银 行所面临的挑战更是巨大的。因此各商业银行决定向管理要效益，以科技应 用带动经营模式的转变，以最快的速度建立全行的数据大集中系统，将分散 于各分行和直属支行的柜面业务数据集中到总行( 或区域) 的数据中心，对全 行业务系统进行整体规划、统一管理以及集中维护，建立全国性的高速、统 一和安全的信息平台。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 4 本论文所做的工作 本论文的目的就是在深刻理解金融软件的开发、应用现状和需求的基础 上，对各种不同种类前置业务系统和外围业务系统的共性加以提取和综合， 结合当今中间件技术的发展的成果提出一个稳定可靠、功能强大、可扩充性 好、具有实用价值的银行数据集中前置系统解决方案。，并且在体系结构上满 足今后业务种类扩充的需要。 本论文将重点放在前置系统的基础平台的研发上。首先介绍了中间件技 术发展的重要成果之一的t u x e d o ，接下来，以r u e x d o 和u n i x 技术为 基础，提出了系统的总体方案。在该方案中，对前置系统的设计目标、系统 架构、组成和概念体系作了详细的论述。然后，论文集中、深入地讨论了系 统实现中的若干关键技术，包括系统安全问题、多渠道接入的交易控制、数 据交换和数据的一致性，这些问题是本论文的研究重点，也是整个大前置系 统研发成功与否的核心所在具体来说，通过本论文的研究工作，解决了以下 问题： ( 1 ) 应用系统的总体设计，研发出了一个满足行业需求的银行前置系统。 ( 2 ) 数据传输过程中的安全性方面进行详细分析设计和实现。 ( 3 ) 多系统数据整合设计与实现 ( 4 ) 通过t u x e d o 技术通讯机制，设计了基于事件服务的信息交互模型来解 决前置系统与银行外系统的连接。 ( 4 ) 讨论了多方协作体系中交易数据的一致性问题，提出了自动冲正机制来保 证一笔交易中数据的一致性与完整性。 1 5 论文组织结构 本文将对构建银行数据集中前置系统进行探讨，文章各部分内容结构将 安排如下： 第l 章：绪论。这部份讲述了数据集中的作用，并且展示了本文的研究 背景。 第2 章：前置系统介绍。在这部份中，介绍了银行数据集中项目中最重 要的部分：前置系统的基本情况以及本文所使用的交易中间件t u x e d o 基本原 理。 一 第3 章：前置系统的设计思想。这部份主要对前置系统的架构设计进行 了介绍，对技术架构及子系统划分做了介绍。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 第4 章：渠道接入层设计与实现。对前置系统的渠道接入以及外系统接 入做了详细讨论 第5 章：系统控制层设计与实现。在这部份中，详细介绍了前置系统主 要部分的设计与实现 总结与展望。对本文工作进行归纳总结并展望了课题的进一步研究方向。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章前置系统介绍 当前国内商业银行的竞争愈演愈烈，而银行传统存贷业务的发展潜力已 经十分有限因此，拓展业务范围，增加服务渠道已经成为各家银行提高营收 能力，获取更大利润的重要战略如何对银行日益增多的服务渠道进行统一接 入，实现统一管理与统计分析，如何满足银行中间业务的发展需求，成为当前 银行信息化建设的关键问题建立一整套集成的金融综合业务处理平台，在此 基础之上积极而迅速地开拓新业务，提高服务质量，己经成为我国金融机构 当务之急。入世后的中国金融行业面l 临国际同行业带来的激烈竞争，新兴的 商业银行所面临的挑战更是巨大的。因此各商业银行决定向管理要效益，以 科技应用带动经营模式的转变，以最快的速度建立全行的数据大集中系统， 将分散于各分行和直属支行的柜面业务数据集中到总行( 或区域) 的数据中 心，对全行业务系统进行整体规划、统一管理以及集中维护，建立全国性的 高速、统一和安全的信息平台。 金融机构为解决传统二层模式与应用需求日益突出的矛盾，为用开放技 术实现大规模的关键业务处理，以前置系统为基础框架的三层客户机服务器 模式应运而生。 2 1 前置系统 银行需要的不再是简单的技术平台和业务的整合，将不同的系统综合在 一起己经不能完全满足银行客户的需求。我们需要为银行在总分行的体制下， 提供一套完整的业务数据的集中与分布的管理的解决方案，甚至需要从某种 程度上改变原有的运作模式，有机地将业务处理与技术平台结合起来。保证 核心业务系统的稳定性的同时，能不断扩展不同地域的服务渠道( 在不同的地 区这些服务渠道也许是各不相同的) ，即能满足大集中的数据集中处理，又能 解决不同地域的特色业务处理。 在金融电子化高速发展的今天，银行的交易模式在不断的整合。电子交 易的整合影响了银行的业务的交易流程和处理模式，随着数据处理向集中方 向的发展，前置系统在银行的整个电子系统中成为分行运行中心与接入门户。 银行的数据处理中心对外只面向前置系统，接受的所有交易来自于前置系统， 前置系统负责所有的渠道接入处理、特别业务的预处理、交易的路由，所有 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 服务渠道的接入都提交给前置系统。采用统一的前置平台，并能在实施大集 中前在全辖上线，能给银行带来以下优势： 统一全辖分支行的前置平台： 统一各部门的前置平台； 为大集中打下坚实的基础； 方便以后大集中核心业务系统改造和升级： 缩短金融产品的开发周期，加强银行在当地的竞争优势； 保证系统的连接性等。 数据中心整合项目，英文为d a t a c e n t e rc o n s o l i d a t i o n ，简称为d c c 项 目，此项目即数据大集中项目。前置系统是整个系统中至关重要一环。即通 常所说的“大前置”。前置系统部署在一级分行，它通过位于数据中心的s n a 网关和中心文件服务器连接i b m 主机系统。前置系统作为数据集中系统应用 接入逻辑上的中心，使整个系统原有的网状结构转换为以前置系统为中心的 星形结构，改善了各种内部、外部应用的连接模式。 图2 - l 数据整合项目逻辑示意图 前置系统在银行数据大集中过程中解决的一个根本问题就是：数据中心 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 和分行的各种渠道、中间业务系统以及其他系统的整合。对于分行来说，前 置系统实际上已成为“核心业务系统”，数据中心支持分行运作的业务功能， 通过前置系统延伸到分行。而在银行实现了主要业务系统的大集中后，在业 务统一管理的前提下，银行怎样做到服务向下延伸? 分行作为银行面向客户的 窗口，如何开展业务? 总行数据中心的系统又如何支持分行的业务开展? 在银 行数据大集中后，这些能否很好实现，和前置系统设计好坏有很直接的关系。 2 2 中间件技术 随着计算机技术的发展，各个i t 厂商出于对商业和技术利益的考虑，它 们的产品之间形成了差异，虽然技术在不断地进步，但差异却并没有因此减 少。计算机用户出于对历史原因和降低风险的考虑，也必然无法避免多厂商 产品并存的局面。于是，如何屏蔽不同厂商产品之间的差异，如何减少应用 软件开发与工作的复杂性，就成为技术不断进步之后，人们不能不面对的现 实问题。显然，由一个厂商去统一众多产品之间的差异是不可能的，由于技 术深度和技术广度的要求，单独由计算机用户在自己的应用软件中去弥补其 中的大片空档，也是非常的困难。于是，中间件就应运而生了。 2 2 1 中间件的定义 中间件是在计算机硬件和操作系统之上，支持应用软件开发和运行的系 统软件，它能够使应用软件相对独立于计算机硬件和操作系统平台，为当今 的分布式应用建立了一个标准稳定的平台，可以把大型企业分散的系统和管 理软件组合在一起，实现大型企业应用软件系统的集成，能使最终用户和开 发人员察觉不到应用软件和应用服务以及资源上的差异。如果一个计算环境 由多个开发商提供的产品组成，那么这些差异可能是开发商产品之间的差异 和应用程序需求之间的差异造成的。中间件的使用为异构计算环境中的服务 和资源提供统一、一致的观察结果，简化用户界面。中间件为同一平台或不 同平台上使用不同的开发商产品的最终用户或者开发人员创造了浑然一体的 连通性。因此，确切的说，中间件是透明的，开发人员和用户可以看不到它。 2 2 2 中间件的作用 中间件屏蔽了底层操作系统的复杂性，使程序开发人员面对一个简单而 统一的开发环境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上， 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上 的负担。中间件带给应用系统的，不只是开发的简便、开发周期的缩短，也 减少了系统的维护、运行和管理的工作量，还减少了计算机总体费用的投入。 s t a n d i s h 的调查报告显示，由于采用了中间件技术，应用系统的总建设费用 可以减少5 0 左右。在网络经济大发展、电子商务大发展的今天，从中间件 获得利益的不只是i t 厂商，i t 用户同样是赢家，并且是更有把握的赢家。其 次，中间件作为新层次的基础软件，其重要作用是将不同时期、在不同操作 系统上开发应用软件集成起来，彼此像一个天衣无缝的整体协调工作，这是 操作系统、数据库管理系统本身做不了的。中间件的这一作用，使得在技术 不断发展之后，我们以往在应用软件上的劳动成果仍然物有所用，节约了大 量的人力、财力投入。 中间件从诞生起，仅仅是五年时间，但发展极其迅速，是有史以来发展 最快的软件产品，但在技术上还处于成长阶段，还没有统一的标准和模型， 通常都是用c ，c + + 语言来实现的，由于它属于可重用构件，目前趋向于用 构件技术来实现。然而中间件要涉及软件的所有标准、规范和技术，它含有 更多的内涵，因为它包括平台功能，自身具有自治性、自主性、隔离性、社 会性、激发性、主动性、并发性、认识能力等特性，是近似于a g e n t ( 代理) 的结构，采用a g e n t 的概念和技术更合适一些，建立模型和规范是促进技术 发展的核心措施。交易中间件是目前应用非常广泛的一种中间件，它主要应 用于联机事务处理，并通常与数据库一起工作，由交易中间件构成的应用系 统经常被用于关键业务系统。以交易中间件为核心的应用系统的主要功能是 处理应用系统内的交易，也被称作联机事务处理。交易中间件所遵循的主要 标准是x o p e nd t p 模型，交易中间件系统给应用程序建立了这样一个平台， 两个应用程序或多个应用程序之间可以进行对话，以便完成交易或一个联机 事务。进行交易对话的两个程序一般一个为客户端进程，另一个为服务端进 程，客户端发出交易请求，而服务端的交易请求给予响应。 2 3 交易中间件b e at u x e d o t u x e d o 是b e a 公司的交易中间件产品，1 9 8 4 年由贝尔实验室开发成功， 1 9 9 2 年易主n o v e l l 公司，1 9 9 6 年由b e a 公司收购，经过十多年的不断更新 和完善，t u x e d o 已经发展成为交易中间件领域事实上的标准。 t u x e d o 提供了一个多语言复合基础架构，它具有强大的扩展和互操作能 西南交通大学硕士研究生学位论文第”页 力，支持构建“实时”企业。在今天的“系统整合”、“全球使用”和“高度 可用”的业务环境下，企业非常需要这样一类分布式t p ( 事务处理) 基础架 构：它能充分利用已有的技能和应用资产，还具备基于标准的互操作能力， 从而能简化集成。b e a t u x e d o 是当今c 、c + + 和c o b o l 解决方案的首选 平台，是许多全球领先公司的事务处理支柱，运行着一些规模最大的关键事 务处理系统，如有线传输、a t m 和电信等。b e a t u x e d o 的性能无与伦比， 是惟一能在分布式异构计算环境下运行如此多应用的平台，它支持全球范围 内跨越任何系统的事务，如面向客户的关键任务应用和后台处理等。作为一 种多语言、可无限扩展的事务处理平台，b e at u x e d o 为机构提供了任务关 键型基础架构，能改善已有应用的可访问性，整合企业事务和消息传输解决 方案，能通过x m lw e b 服务支持核心应用，能提高企业的生产率，效率和 敏捷性，使i t 机构能更好地与业务流程保持一致。 b e a t u x e d o 具有以下特点： 通过在分布式网络复制应用服务以及在所有可用资源间平衡负载， 最大限度地提高可用性和吞吐量。 多层架构优化了跨异构环境的事务，提高了处理效率，完善了资源 管理。 充分利用已有技能和资产，降低总拥有成本：基于标准的强大a p i 简化了事务处理。 2 3 1t u x e d o 工作原理 t u x e d o 可以有效地整合企业异构c s 系统，实现大规模的关键业务处理 和分布式事务管理，从而为企业提供一个可靠的、高性能的、易维护的三层 分布式计算机环境。t u x e d o 的a p i 称为a p p l i c a t i o nt o t r a n s c a t i o n m a n a g e ri n t e r f a c e ( a t m i ) ，是一些可以直接调用的运行服务的集合。下图展 示了一个基本t u x e d o 系统的组成和工作原理。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 图2 - 2 基本t u x e d o 系统的组成和工作原理图 c l i e n t 向s y s t e m t 发出查询请求，以找到s e r v e r 消息队列的地址； c l i e n t 根据找到的入口地址将请求发送到s e r v e r 的消息队列中； s e r v e r 处理请求，并将结果返回给c l i e n t 的消息队列。 s y s t e m t 是t u x e d o 系统的核心，它实现了t u x e d o 的所有功能和特征， 如c s 数据流管理、服务请求的负载均衡、全局事务管理以保证交易的完整 性、同步异步服务请求、两阶段提交以确保消息的发送等。s y s t e m t 提供了 一个类似公告栏的服务，用以发布c s 计算机环境中所有服务器、服务和客 户机的信息，供其它分布式计算的参与者使用。 在t u x e d o 中，s e r v e r 可以理解成为u n i x 的一个进程，s e r v i c e 可以理解 成为应用进程s e r v e r 中的一个函数。通过类似s y s t e m t 的工作方式，t u x e d o 提供分布式服务，其实现就是我们所说的s e r v i c e ，一个s e r v i c e 其实就是 一个函数，如果需要进行数据库调用，则用数据库提供的嵌入的sql 语言 的编程接口，服务被放在应用服务器一端。在应用服务器一端把业务逻辑划 分成一个个独立的服务( s e r v i c e ) ，把多个服务按一定规则绑定到一个s e r v i c e 中，客户端调用这些服务来完成相应的操作，所以服务端的主要任务就是编 写一个个的服务，也就是编写一个个的函数。形成前置系统的各个软件模块， 通过诸如s y s t e r r d t 发布出来，形成整个系统架构。下面是一个t u x e d o 程序 的基本框架 m a i n ( ) t p i n i t o ；、应用连接 f = t p a l l o c ( ) ； 分配数据缓冲 t p c a l l ( “s e r v i c e ”，p ，0 ，& p ，& l ，o ) ；、发送服务请求、等待响应 t p f r e e ( f ) ； 释放数据缓冲 t p t e r m 0 ； 、切断应用连接 t p r e t u r n ( ) ； 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 第3 章前置系统的设计思想 整个数据集中系统是一个由前端或渠道、前置系统、d c c 主机或其它服 务系统组成的三层架构。 渠道是交易请求的发起者。柜面系统及a t m p 、p o s p 、电话银行、c a l l c e n t e r 等均是渠道，另外其他外围系统如中间业务系统、重要客户系统等， 当其向主机系统发起服务请求时，也可以理解为渠道。d c c 主机和其它服务 系统是业务功能的提供者，它们处理来自于前置系统的请求，并返回应答， 即处理的结果。 这里的渠道和服务系统都是相对于前置系统而言。如果一个外部系统向 前置系统发起交易请求，并等待交易应答，则该外部系统被称为渠道：如果 前置系统向该外部系统发起交易请求，并等待应答，则该外部系统被称为服 务系统。服务系统和渠道并不是相互排斥的，一个外部系统作为渠道的同时， 也可能是一个服务系统，例如：信用卡网络系统。 就d c c 的业务而言，可分为两大类，一类是总行统一的业务，处理这 类业务的系统也是由总行开发完成后，在各分行推广部署的，包括四个系统： 信用卡、清算、证券、重要客户的小前置；另一类则是各分行的特色业务， 处理这类业务的系统基本上是由各分行根据自己的业务需要逐步开发完成 的，带有较强的分行特色，不具有跨分行推广部署的能力。主要包括：a t m p 、 p o s p 、电话银行、c a l lc e n t e r 等。对于这两大类业务，在如何接入前置系统 的问题上，采取了两种不同的策略，对于总行统一的业务，由前置系统预先 开发和这四个外部系统的接口模块，将来一并推广：而对于分行特色业务小 前置，则由总行d c c 项目组制定并发布标准统一的接口规范，各分行遵循 此接口规范去改造自己的特色业务小前置，以便和前置系统正确接驳。由于 这些特色小前置绝大部分是作为渠道存在的，因此，我们也把改造后的所有 渠道称为分行统一渠道，数据中心的d c c 主机是i b m 的e s 9 0 0 0 大型计算 机，其网络属于s n a 体系。而数据中心以外的网络则基于t c p i p 协议。因 此要将分行前置接入数据中心，势必要解决t c p i p 到s n a 的协议转换的问 题，s n a 网关子系统正是应这个需求而产生的。最初该子系统作为前置的一 部分也部署在省分行，但发现这样做存在两个缺点，一是s n a 协议跨出了数 据中心，通过广域网延伸至各省分行，这要求分行具备相应的设备，如支持 s n a 协议的路由设备，及相关知识用来维护s n a 协议，二是各前置必然通 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 过所属的s n a 网关独占一部分主机资源，该种资源很紧俏，而不能做到主机 资源的在各行的复用。为了解决上述问题，s n a 网关脱离开前置系统，向上 并入数据中心，被部署在单独的机器上，统一负责各前置的数据接入。当然 在习惯上我们仍然将s n a 网关视为前置的一个子系统。 3 1 系统设计原则 图3 1 ：前置及周边系统的结构示意图 稳定性 在数据集中的整个架构中，分行前置系统是一个通讯枢纽和重要的交易 分发环节，它一旦出现硬件或系统故障将造成一个分行所有业务的停顿。为 保证分行前置系统高度的可靠性，保证在各种故障发生时，不影响数据的完 整性和业务的连续性，把系统的停机时间降低到最少，前置系统采用主业务 机备份业务机的双机互备模式，提高系统的不间断处理能力：数据库使用数 据备份与灾难恢复工具，并制定适当的数据备份、数据转储方案。 可靠性 系统为交易集中账务处理、转发系统。因此，系统启动后，除以下情况 外，应为不间断运行系统：运行平台硬件故障，运行平台操作系统故障，运 r-；：；!；il|。；1；：；j 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 行平台数据库故障，包括数据库系统故障和数据库空间故障。平台使用的第 三方应用软件故障，如中间件故障。应用程序故障应只影响部分应用逻辑， 不至于使整个系统停止。 作为分行外围系统的交易集中转发系统，在不出现以上故障情况下，目 标系统应具备以下功能； 1 ) 所有运行程序正常运行具备对异常消亡进程的自动重启功能。 2 ) 对程序运行中产生的错误信息具备记录功能，通过错误日志文件反 映错误信息。 安全性 系统的设计必须具备高度的安全性。在进行系统设计时，应该提供多种 手段保障系统的安全，对相关的网络设备、主机系统、应用数据库提供严密 的保护。防止网络的非法侵入，保护关键的数据不被非法窃取、篡改或泄漏， 使数据具有极高的有效性。 可扩展性 系统的设计必须是开放的、标准的，数据格式的接口必须是统一的，随 着业务种类的增加和业务量的增长，系统能非常平滑地加以适应，同时系统 中应为分步实施的各应用系统预留标准的接口，使各项新功能在与系统的衔 接顺畅、合理、便捷。 交易完整性 在数据集中体系中，交易一致性控制的范围涉及核心业务系统、分行本 地特色业务处理系统、前置系统以及合作伙伴系统，是一项非常综合的、需 要协调交易参与各方完成的系统功能，不可能通过x o p e n 的d t p 规范和两 阶段提交协议来保证事务一致性，因此在这里使用s a g a s 模型作为事务控制 的理论基础。 可容错性 系统必须保证系统2 4 小时连续不问断的运行，在设计是应尽量降低业务 模块间的藕合，以便在单点出现故障时，系统能够保持其他业务正常工作， 避免故障的传播和扩大。 3 。2 前置系统的基本结构 前置系统在设计上采用模块化、组件化技术，许多模块功能可以根据实 际需要而进行裁剪，适应不同的银行环境。其主要功能为对渠道接入，交易 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 的处理，一般包含三个层次：渠道接入层( c h a n n e la c c e s s ) 、系统控制层( s y s t e m c o n t r 0 1 ) 和应用服务层( s e r v i c ep r o v i d e ) 。 j a ，t m 。p 忙j 旧ii 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