互聯網+政務領域超大規模并發解決實踐

金陽 虞越 張怡陵

摘要：互聯網+政務經過多年的發展，逐漸走向深水區，一些高頻的個人和企業服務都納入到互聯網+政務體系中。為了更方便的提供服務，服務正向移動端拓展，隨著服務的便捷性和體驗感的提高，使用人群日益增加。互聯網+政務服務不斷升級，業務面大量廣，對系統架構有了更高的要求。傳統的技術框架已經不能支撐這樣大規模并發的互聯網+政務的需要。互聯網+政務也要向著支持高并發、高可用，且具有彈性擴展的互聯網技術框架發展。本文從互聯網+政務實踐中實踐中遇到的安全、性能問題出發，分析和落實問題的應對解決方案，并陳述最終在項目中獲得成效的情況。

關鍵詞：電子政務;政務服務;大規模;性能;高并發

中圖分類號：D630? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1007-9416（2020）04-0000-00

1 背景及意義

按照黨中央、國務院決策部署，“互聯網+政務服務”作為一項重點工作正在加速建設過程中。“互聯網+政務服務”建設旨在進一步規范行政權力運行、優化政務服務供給，降低制度性交易成本，解決影響企業和群眾辦事創業的難點堵點，進一步激發社會和市場活力;切實增強政務服務的主動性、精準性和便捷性，為推進政府治理創新提供有力支撐和保障[1-2]。

“互聯網+政務服務”所涉及業務十分廣泛，其中不乏關乎民生的熱門、熱點的高頻應用，這與傳統電子政務領域中的低頻應用差異很大。傳統的電子政務領域信息化建設主要考慮的是業務梳理、業務流程重構、信息安全等，很少考慮系統架構以適應高頻應用的。而在“互聯網+政務服務”轉型建設中，很多政務服務拓展了業務能力，向全程網辦、不見面審批、多事項整合方向發展，政務服務種類也拓展到熱門服務事項、查詢類服務、證明類服務、公共生活服務等，政務服務對接方面向下要對接各委辦、下級機關，向上對接國家政務平臺，橫向對接區域化辦事平臺，并且政務服務應用向APP端、小程序端延伸，而且需要多端聯動。“互聯網+政務服務”帶來了更多、更復雜的業務聚合，對系統框架也提出了更高的要求，既要滿足日益增長的業務需求，也要能保障業務平穩運行的高效、高可用性的運行[1-2]。

2 互聯網+政務對系統的要求

互聯網+政務采用了集約化建設的思路，大量的業務在統一的超大電子政務大平臺上進行建設，平臺需要具備以下這些能力，以跟上互聯網+政務日新月益的建設步伐。

2.1 高可用性

互聯網+政務所涉及范圍已經大大拓展，很多關乎民生的業務入駐平臺，比如醫保、社保、生育、教育、戶籍、房產、車輛、稅務，甚至一些社會化高頻應用也搬上了平臺。這些業務辦理量大，影響廣，在業務繁忙期如果因為信息化系統故障，將會導致業務中斷、辦事人員積壓，產生一定的輿情[3]。所以系統的高可用性致關重要。從基礎設施到應用環境，都應該遵循多路并行、冗余備份的原則，以保證系統的高可用性。包括網絡的多鏈路并行、主備機房建設、網絡設備集群、負載均衡設備、數據庫集群、分布式文件系統、分布式緩存技術、應用中間件集群等[4]。

2.2 高性能

互聯網+政務所涉及業務種類繁多，不少社會熱點應用具有數據量大、高頻、高并發的特點[5]，比如中考高考成績查詢、電子身份證亮證、健康碼出示等。一些基礎的服務因為要支撐各類應用，面臨更大的壓力，比如門戶用戶登錄、基礎接口網關、數字印章簽章、應用埋點等。這些應用如果使用傳統的數據庫+應用服務中間件，結合MVC的BS架構很難滿足這些高性能的要求。為了支撐這些高性能的業務，一方面提升基礎設施的建設，打造萬兆帶寬的網絡，保障互聯網端的帶寬，在主備機房間建立萬兆專線，對應用進行業務的拆分，采用高性能數據庫、高速文件存儲、大量使用高速緩存技術，減小單個模塊的體量，通過微服務部署增強模塊擴展彈性，通過數據庫讀寫分離減少系統壓力等。

3 互聯網+政務超大規模并發解決實踐

“一網通辦”是上海市在踐行互聯網+政務工作的政務服務品牌，作為上海市政府的一項重要信息化建設項目，在市級領導的主持下，成立了上海市大數據中心負責在上海的落地實施工作，并在各委辦部門、各區政府部門的積極配合下，正在快速推進。“一網通辦”，是指依托一體化在線政務服務平臺，通過規范網上辦事標準、優化網上辦事流程、搭建統一的互聯網政務服務總門戶、整合政府服務數據資源、完善配套制度等措施，推行政務服務事項網上辦理，推動企業群眾辦事線上只登錄一次即可全網通辦。

“一網通辦”對高可用性和高性能的需求是很迫切的，從早期比較單薄的設計到現在逐漸完善的系統架構，平臺逐漸適應了互聯網+服務對高可用性和高性能的技術架構需求，為后續陸續上線的政務服務應用奠定了扎實的基礎。

在網絡和主機層面，“一網通辦”依托上海市統一建設的政務云作為基礎設施，由兩大運營商提供不同的互聯網接入服務，并且各個運營商又建立了跨區的異地備份機房，主備機房通過萬兆專線連接，延遲很低，有效的支撐了應用冷備、熱備，甚至雙活的部署架構。主機方面以物理機結合虛擬化的方案來滿足對高性能及高可擴展性的平衡，物理機配合SSD存儲用于數據庫，應對對性能要求較高的情況，虛擬化主機則用于業務的彈性擴展。

在數據庫方面主要是采用了Oracle四結點跨機房的Extend RAC集群部署，在高可用性和性能上達到平衡，其在有億級數據的主從表關聯基于索引的查詢的高并發測試中，平均響應在20ms以內，QPS為6000。但是這樣傳統的關系性數據庫存在缺點，在性能上遇到瓶頸的時候，只能做分庫、分表的處理。無論是分庫，還是水平分表、垂直分表都對業務侵入性很高，業務需要針對不同的業務情形設計具體的分庫、分表方案，改造周期長、風險大。結合這種情況，對于一些業務，則逐步采用NewSQL數據庫TiDB進行替代，TiDB的優勢在于極高的性能，既可以處理在線事務處理業務，又可以處理在線分析處理業務。作為分布式數據庫，TiDB又具有極強的容錯性，在多個結點（三個結點以上）的環境中損壞了少數數據結點仍能正常對外提供服務。TiDB又可以很方便的水平伸縮，增加數據結點就可以提升數據庫的性能，無需應用進行改造[6]。

在存儲上，不同的情況下采用不同的存儲方案，對于數據庫來說使用SSD存儲陣列，以提高數據庫的讀寫能力。在對億級大量非結構化文件存儲的應用場景采用了華為OceanStor一體化解決方案，有豐富的對外接口。OceanStor基于分布式、高可靠性存儲設計，保證單點故障不影響整體存儲系統運行，確保存儲系統承載的業務具有高可用性和高效率。OceanStor實測性能遠勝于普通的存儲設備的性能，而且易于在線擴展。

在應用服務器方面，采用tomcat和jetty兩種不同的應用服務器通過radware硬負載和nginx軟負載組成集群體系。tomcat和jetty結合使用，可以在遇到性能和安全問題時，快速判斷是業務代碼問題還是應用服務器問題。另外當某種應用服務器出現高危安全漏洞，但尚未有補丁時，可以由另一類應用服務器臨時承載所有負載。radware用于單機房總負載，nginx則用于跨機房二級負載，使應用做到跨機房集群雙活[6]。

在應用設計上，采用數據庫讀寫分離的方式，分離OLTP和OLAP業務，分散系統壓力。使用redis cluster分布式緩存，利用其多結點高可用性和高性能的特性，為應用提供高速緩存服務。在應用的架構上采用微服務框架，作為主流的微服務框架，Spring Cloud提供了完整的服務發現注冊、配置中心、消息總線、負載均衡、斷路器、數據監控等功能，很好的支撐了應用性能的水平擴展和系統的全面管控。

4 實踐成效

“一網通辦”作為互聯網+政務超大規模并發解決實踐，此方案被使用在“一網通辦”的方方面面，包括“一梁四柱”（統一受理平臺、統一總客服、統一身份認證、統一支付平臺、統一物流平臺）建設、電子證照庫建設、“隨申辦”建設。從2018年7月至2020年2月期間，“一網通辦”對接了全市53家市級委辦，16個區級行政服務中心及所有街道社區事務受理服務中心，對外提供總服務人次超過4億次，累計辦件超過3000萬件，電子證照庫被調用9000萬次，為廣大上海市民及企業提供了辦理政務服務和公共服務的便利，贏得了很高的聲譽，產生了良好的社會效應。

參考文獻

[1]國務院印發《關于加快推進“互聯網+政務服務”工作的指導意見》[J].電子政務，2016（10）：121.

[2]國務院辦公廳印發《“互聯網+政務服務”技術體系建設指南》[J].電子政務，2017（2）：116.

[3]李征坤.互聯網+政務服務：開啟智慧型政府新時代[M].中國鐵道出版社，2017.

[4]金震宇，房迎.“互聯網+政務服務”實踐[M].經濟日報出版社，2018.

[5]許躍軍.互聯網+政務服務：新形勢、新趨勢、新未來[M].電子工業出版社，2017.

[6]徐述，汪彥，曾海洋，等.大數據應用下的新型分布式數據庫NewSQL[J].數字技術與應用，2018，36（8）：51-52.

收稿日期：2020-02-16

作者簡介：金陽（1978—），女，上海人，本科，工程師，研究方向：計算機科學與技術。

通訊作者：虞越（1977—），男，江蘇無錫人，本科，工程師，研究方向：高性能系統架構。

The Practice of Super Large-scale Concurrent Resolution in the Field of Internet Plus Government Service

JIN Yang， YU Yue， ZHANG Yi-ling

（Wonders Information Co.， Ltd. Shanghai 200000）

Abstract： Some high-frequency personal and corporate services have been incorporated into Internet plus government service system with the development of Internet plus government services. In order to provide services more conveniently， more and more government services are available on mobile terminals. With the improvement of the convenience and experience of services， the number of users is increasing. There are higher requirements on the system architecture for the widespread use of system. The traditional technical framework can no longer support the need for such large-scale concurrency. Therefore， Internet plus government service system must develop towards an internet technology framework that supports high concurrency， high availability and scalability. Based on the security and performance problems encountered in the practice of Internet plus government service system， this article analyzes and implements the solutions to these problems， and states the final results of the project.

Keywords： E-government; government service; large scale; performance; high concurrency