银行计算机系统硬件技术.ppt

1、顾浩 胡乃静 董建寅等编著,第2章 银行计算机系统硬件技术,2020/9/23,2,序,银行计算机系统 计算机应用系统如储蓄业务系统、会计业务系统、信用卡业务系统、国际结算系统、ATM前置系统、POS前置系统、电子邮件系统等。,计算机硬件系统 计算机应用系统银行各种业务系统,2020/9/23,3,主要内容,2.1硬件特点 2.2硬件设备 2.3综合布线系统,2020/9/23,4,2.1硬件特点,及时性：快速、及时和准确。 高可用性和可靠性 ：确保数据不丢失并能实现灾难恢复。 高安全性 ：包括主机系统安全、网络安全、信息安全、应用安全等，尤其是网络安全。 开放性 ：符合最新国际标准的软、硬件

2、开发技术和开放的结构。 接入点多样性 ：支持银行各种业务应用的接入。 扩展性和灵活性 ：主机系统应易于扩展和升级。,2020/9/23,5,及时性,现代银行的发展趋势之一就是快，现代计算机技术、通讯技术和网络技术提供的高精度、高速度、高容量的技术支撑就能够做到这一点 可以采用速度快、功能强的硬件和先进的技术来提升主机的数据处理能力和I/O吞吐量，例如在服务器中就广泛采用了多处理器技术、SMP技术、集群技术、NUMA技术、SCSI接口技术、智能I/O技术等等； 通过建立银行自己的专用网络，并采用多种成熟的网络技术和网络设备，包括FDDI (Fiber Distributed Data Inter

3、face)、DDN (Digital Data Network)、X.25、帧中继FR (Frame of Relay)、ATM (Asynchronous Transfer Mode)、Ethernet、Token Ring等来提高链路速度、带宽和响应延时,2020/9/23,6,高可用性和可靠性,确保用户数据、帐户数据以及银行自身的一些数据不会丢失，并且能够实现灾难恢复 磁带库备份 共享磁盘技术 网络化存储技术 确保各种信息能准确无误的到达目的地 中心节点间通过高速链路网状互连 骨干节点设备需要支持关键部件的冗余备份、热插拔、在线故障排除等可靠设计特性， 互连线路/链路的备份 路由支持备份

4、及自动切换,2020/9/23,7,高安全性,安全是一个系统工程，包括主机系统的安全、网络安全、信息安全、应用安全等，网络安全是整个系统安全的重要保证 网络设备应该能够提供全面的网络级安全特性，包括线路安全、用户验证、授权、信息隐藏、数据加密、数据压缩、智能访问控制、攻击探测和防范、安全策略中心等安全机制 银行系统所采取的安全技术主要有防火墙技术、加密型网络安全技术、漏洞扫描技术和入侵检测技术。,2020/9/23,8,开放性,应该采用符合当前最新国际标准的软硬件标准、开发的技术、开放的结构、开放的系统组件及用户接口 硬件平台要适应各种设备的顺利接入，包括第三方的网卡、硬件、数据备份设施、高速

5、打印机等 网络设备要支持各种通信手段，如PSTN、DDN、X.25、ISDN及自组网等。,2020/9/23,9,接入点多样性,网点网络设备需要具有综合的接入能力，包括哑终端、ATM取款机、营业点智能设备、VoIP (Voice over IP)、POS以及无线接入等 每种银行业务接入都需要有相应的技术支持,2020/9/23,10,扩展性和灵活性,银行计算机主机系统要求易于扩展，具备灵活的升级空间 系统支持后来更好的计算机技术，可以在单机上进行计算性能的升级 系统支持集群计算技术，可以方便、灵活的进行系统性能的横向扩展，实现多台服务器的集群 存储系统应该采用先进的技术和产品，符合目前主流的标

6、准、开放的体系，并且要有海量升级空间，能够满足当时和以后一定时间内的业务需求。,2020/9/23,11,2.2硬件设备,服务器 组网设备 互联设备 磁带库 自动柜员机（ATMAutomated Teller Machine） 销售点终端机（Point Of Sales）,2020/9/23,12,硬件设备,(工作在DL层),(工作在N层),2020/9/23,13,服务器,服务器是计算机的一种，它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务 在数据大集中的情况下，银行计算机系统对服务器的性能提出了更高的要求，主要体现在高速度的运算能

7、力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面,2020/9/23,14,服务器分类,按照体系架构来划分 服务器主要分为RISC（精简指令集）架构服务器 RISC架构服务器，使用RISC芯片并且主要采用UNIX操作系统的服务器 IA架构服务器 IA架构服务器，又称CISC（复杂指令集）架构服务器，通常将采用英特尔处理器，并且大多使用Windows或Linux操作系统 服务器还可以按结构划分为塔式、机架式、刀片式和机柜式四种,2020/9/23,15,服务器,机架式:机架式服务器的外形(多为扁平抽屉式) 外形不像计算机, 而像交换机, 有1U(1U=1.75英寸), 2U,4U等规格. 机架

8、式服务器安装在标准的19英寸 (宽度)机柜里, 高度为1-7U, 这种结构的多为功能型服务器。 刀片服务器:是一种高可用高密度的低成本服务器平台, 是专门为 特殊应用行业和高密度计算机环境设计的。其中每一块“刀片”实 际上就是一块系统主板。它们可以通过本地硬盘启动自己的操作 系统, 如Windows NT/2000、Linux、Solaris等等, 类似于一个个 独立的服务器。在这种模式下, 每一个主板运行自己的系统, 服务 于指定的不同用户群, 相互之间没有关联。 不过可以用系统软件 将这些主板集合成一 个服务器集群。 Dell PowerEdge 1855,2020/9/23,16,服务器

9、,塔式服务器也叫台式服务器, 是最常见的一种服务器结构类型, 因为它的外形以及结构都与立式PC差不多, 当然，因服务器主板扩展性较强, 插槽也多, 故个头比普通主板大些, 且塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的扩展。 因塔式服务器的机箱较大, 配置也可很高,冗余扩展余地较大, 故其应用范围很广, 是目前使用率最高的一种服务器. 平时常说 的通用服务器一般都是塔式服务器, 它可以集多种常见的服务 应用于一身, 不管是速度应用还是存储应用都可用塔式服务器 来解决. 机柜式服务器:就是将以前水平 放置的各种系统部件,如显示器, 主机,键盘,

10、交换器等都放进一个 机柜, 以节省空间, 便于管理。 当然, 实际上要复杂得多。,2020/9/23,17,服务器技术,集群(Cluster)技术 SMP (Symmetric Multi-Processing)技术 NUMA (Non-Uniform Memory Access)分布式内存存取 ISC (Intel Server Control) Intel服务器控制 RAID (Redundant Array of Independent Disks)廉价冗余磁盘阵列 I2C(Inter-Integrated Circuit)总线 智能输入/输出(Intelligent I2O)技术 热插

11、拔(Hot Swap),2020/9/23,18,集群(Cluster)技术,它是将一组相互独立的计算机通过高速的通信网络而组成的一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。 一个服务器集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器 在集群系统中运行的服务器并不一定是高档产品，但服务器的集群却可以提供相当高性能的不停机服务。 集群系统通过功能整合和故障过渡技术实现系统的高可用性和高可靠性，集群技术还能够提供相对低廉的总体拥有成本和强大灵活的系统扩充能力。,2020/9/23,19,SMP 技术,对称多处理，是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU

12、)。各CPU之间共享内存子系统以及总线结构 系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力 SMP系统中最关键的技术是如何更好地解决多个处理器的相互通讯和协调问题,2020/9/23,20,NUMA 技术,Non-Uniform Memory Access分布式内存存取 它的思路是将SMP和群集的优势结合起来。它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点所构成的系统，各个节点可以是单个的CPU或是一个SMP系统。每一Intel处理器都将拥有其自己的局部内存，并能够形成与其它芯片中的内存静态或动态的连接。 NUMA服务器可容纳64或64个以上的处理器。 NUMA

13、体系结构的机器从内部看，整体上是分布内存式的，但是由于它的传输通道速度非常高，所以用户用起来就像是共享内存式的机器一样。 最初的NUMA技术是建立在采用专用的IRIX操作系统和MIPS处理器之上的.,2020/9/23,21,IRIX与MIPS,1.IRIX:是UNIX的一个变种, 由著名的SGI公司研制, 硬件平台是MIPS工作站和服务器. 2. MIPS处理器 MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商, 在RISC处理器方面占有重要地位。1984年, MIPS计算机公司成立。1992年, SGI收购了MIPS计算机公司。1998年, MIPS脱离SGI

14、, 成为MIPS技术公司。MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初, 1986年推出R2000处理器, 1988年推R3000处理器, 1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000（1994年）,R10000（1996年）和R12000（1997年）等型号。 随后, MIPS公司的战略发生变化, 把重点放在嵌入式系统。1999年, MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准, 为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来MIPS指令集,并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核（core）M

15、IPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。,2020/9/23,22,ISC 技术,ISC(Intel Server Control)Intel服务器控制 ISC是一种网络监控技术，只适用于使用Intel架构的带有集成管理功能主板的服务器。采用这种技术后，用户在一台普通的客户机上，就可以监测网络上所有使用Intel主板的服务器，监控和判断服务器是否“健康”。一旦服务器中机箱、电源、风扇、内存、处理器、系统信息、温度、电压或第三方硬件中的任何一项出现错误，就会报警提示管理

16、人员。 值得一提的是，监测端和服务器端之间的网络可以是局域网也可以是广域网，可直接通过网络对服务器进行启动、关闭或重新置位，极大地方便了管理和维护工作。,2020/9/23,23,RAID 技术,RAID(Redundant Array of Independent Disks)廉价冗余磁盘阵列.后来,工业界人士把RAID中的Inexpensive改成Independent, RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但只是名称上的变化，实质性的内容并没有改变。 为解决计算机CPU的高速和磁盘的低速之间日益加剧的矛盾,1987年美国加利福尼亚大学伯克利分校的David.A.Pattorson教授等人

17、提出了RAID的概念。 其技术思想是：利用现有的小型廉价磁盘，把多个磁盘按一定的方法组成一个磁盘阵列，通过一些硬件技术和一系列的调度算法，使得整个磁盘阵列对用户来说，就像是在使用一个容量很大、而可靠性和速度非常高的大型磁盘。 RAID技术采用若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理。 目前常用的RAID类型可分为：RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等。,2020/9/23,24,磁盘阵列的特点,提高了存储容量 多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率 由于有校验技术，提高了可靠性 如果阵列中有一台硬磁盘损坏，利用其它盘可以重新恢复出损坏盘上原来的数据

18、，而不影响系统的正常工作，并可以在带电状态下更换已损坏的硬盘(即热插拔功能)，阵列控制器会自动把重组数据写入新盘，或写入热备份盘而将新盘用做新的热备份盘 另外磁盘阵列通常配有冗余设备，如电源和风扇，以保证磁盘阵列的散热和系统的可靠性。,2020/9/23,25,I2C 总线,I2C(inter-integrated circuit)总线 I2C总线是一种由飞利浦公司开发的串行总线，产生于80年代，最初为音频和视频设备开发，而如今主要在服务器管理中使用。 I2C总线包括一个两端接口，通过一个带有缓冲区的接口，数据可以被I2C发送或接受。控制和状态信息则通过一套内存映射寄存器来传送。利用I2C硬件

19、总线技术可以对服务器的所有部件进行集中管理，可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。 I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。 I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multi-mastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主总线能够控制信号的传输和时钟频率。自然，在任何时间点上只能有一个主总线。,2020/9/23,26,I2O “Intelligent Input (2)在商业网点利用POS设备进行的一种交易活动.含商品交易和相关的金融活动. POS的结构 POS的功能 POS系统的优越性 POS的工作方式和流程 P

20、OS的安全、保密措施,2020/9/23,58,POS的发展,(1)第一代: 使用借记卡的专有系统 通过该系统联机处理, 直接进行电子转帐.因人们习惯了先消费后付款的信用消费系统(利息低,使用方便), 而不愿意用直接扣帐的EFT-POS系统,商店也不愿装POS机, 因此,使第一代EFT-POS系统以失败而告终. (2)第二代: 共享的EFT-POS系统, 是把直接转帐的EFT-POS系统同采用信用挂帐的信用卡系统相结合, 借记卡和信用卡都可用, 因此得到飞速的发展.,2020/9/23,59,POS的结构,主控设备 磁卡阅读器 显示信息 数据输入 客户密码键盘 票据打印机,2020/9/23,

21、60,POS的功能,自动转账支付 是指POS能完成消费付款处理、退货收款处理、账户间转账处理、修修改交易处理、查询交易处理、查询余额处理、核查密码处理并打印输出的账单等功能 自动授权 是指具有信用卡的自动授权功能，如能自动查询信用卡、止付黑名单，自动检测信用卡是否为无效卡、过期卡，自动检查信用卡余额、透支额度等，使商家在安全可靠的前提下迅速为客户办理信用卡交易 信息管理 是指在POS上完成一笔交易后，POS还具有自动更新客户和商家在银行的档案功能，以便今后查询；同时，也可更新商家在存货资料及相关数据库文件，以提供进一步的库存、进货、信息，帮助决策管理。,2020/9/23,61,POS系统的优

22、越性,. 减少现金流通 加速资金周转 确保资金安全 提供有用信息 POS交易涉及:银行,特约商店和持卡消费者. 银行:通过POS使业务深入到商品交易,强化金融中介作用.获得新客户和利益. 商店:安装POS后,以吸引顾客,增大销售额, 增加利润. 消费者:不必带现金,持卡消费,避免付账排队,省时.,2020/9/23,62,POS的工作方式和流程,直接转账方式 脱机授权方式 联机授权方式。 根据POS的特点，POS的联机方式主要有以下两类。 通过X.25网连发卡行处理中心 直接连发卡行处理中心 流程 申请授权 账务处理:记流水账,记持卡人账,记特约商户账记银行收益账 完成交易:打印客户凭单,结束

23、交易,2020/9/23,63,POS系统的业务处理流程,签约授权 签约授权 装 拨 销 申 发 扣 挂 付 售 请 卡 帐 失 帐款汇总清算 帐款汇总清算 帐 单 款 据 持卡消费 销售单据 图5-1 EFT-POS系统业务处理关系图 注意：POS系统和成员单位通过交换中心连接成一个大型共享网络。交换中心负责与共享POS系统的有关的各种信息的转接和处理工作，如信息的转送、结帐、清算及管理，有的可暂时代替发卡行作授权处理工作。交换中心可由某银行，也可由多个银行合作经营管理，也可由第三方担任。,发卡银行,国外信用卡 集团,收单银行,清算中心,持卡人,特约商店,P O S,2020/9/23,64

24、,POS系统的业务处理流程,2. 作业流程: 顾客刷卡 查卡 顾客输入PIN和交易额 发卡行计算机系统 核实授权 成交. POS终端: 打印收据. 商店计算机: 修改存货清单和有关的数据库文件. 银行计算机: 更新顾客和商店的帐目. 扣款, 过帐到入商店帐户. 通过EFT-POS作清算结帐.,交换中心计算机,快,2020/9/23,65,专线或拨号电话一直接通 客户 ATM机 银行电脑中心 银行设备 客户 商店POS机 拨号电话每次接通10余秒 银行电脑中心 交 (1)刷卡付款 (2)通知银行扣该帐户款 易 时 (5)给货 (4) 扣款成功 收 银 (1)本POS机本班交易总金额 (2)核对扣

25、款记录正确否? 员 (3)通知已入帐 交 划款给商店 是 否 班 (4)通知仔细查对 时 . . .,(3)扣款,做记录,2020/9/23,66,POS的安全、保密措施,POS系统的安全特点(即与其它电子银行系统的区别) 数据准备在银行系统之外.交易发生在闹市区的商店内.覆盖面广. POS交易的开放性,频繁性,实时性,决定了POS交易的风险性. 为减少风险,需要制定风险管理制度,每笔交易必须经授权才能成交. POS授权系统必须能检验银行卡和持卡人的合法性,检查内容包括:是否是非法卡,卡的有效期是否已届满,是否合法卡户,持卡人是否有所有的可用余额。 数据的安全性检查:设置终端密码. 数据的保密

26、性处理:提供安全,可靠的密码生成管理方法. 数据的正确传送:加密后传输.,2020/9/23,67,2.3综合布线系统,综合布线系统概述 银行综合布线系统,2020/9/23,68,综合布线系统概述,综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。 它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件 综合布线由不同系列和规格的部件组成 传输介质 相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器) 电气保护设备,2020/9/23,69,综合布

27、线的发展过程,综合布线的发展与建筑物自动化系统密切相关 传统布线如电话、计算机局域网都是各自独立的, 无法互相兼容 美国电话电报公司的贝尔实验室,在办公楼和工厂实验成功的基础上，于20世纪80年代末率先推出了建筑与建筑群综合布线系统，经中华人民共和国国家标准GB/T50311-2000命名为综合布线GCS（Generic Cabling System）。,2020/9/23,70,综合布线的特点,兼容性(compatibility): 与应用系统无关,适合多种应用系统. 将语音,数据与监控设备的信号经统一规划和设计,采用相同的传输媒体、信号插座、交连设备、适配器等,使各种信号综合到一套标准布线中. 开放性: 符合多种国际标准,体系结构有开放性. 灵活性: 模块化设计,通用性好. 可靠性: 材料好,组合压接可靠. 先进性: 采用双绞线与光纤混合布线方式. 经济性: 使用寿命15年.,2020/9/23,71,综合布线