金融企業災備管控系統軟件設計

張展程

（廣西大學 計算機與電子信息學院,廣西 南寧 530004）

0 引 言

隨著我國金融體系的不斷改革和發展，金融企業的信息化程度越來越高，金融企業對金融系統的依賴程度越來越深，同時各大金融單位都形成以數據中心為核心的數據機構。但是數據中心級別的數據機構，依然面臨著系統災難風險。金融行業的系統災難，一般是核心交易業務信息系統發生中斷或者故障，導致無法對外提供服務。引起災難的因素很多，可能是硬件故障，或者自然災害造成系統設備損壞，最終導致系統無法連續對外提供金融服務，導致大量財產損失和金融混亂，因此對金融行業的系統進行災難的防范是分有必要的。

同時銀保監會都要求實施數據集中的銀行業金融機構應同步規劃、同步建設、同步運行信息系統災難恢復系統。各大中小銀行和金融機構都紛紛建立多數據中心，形成跨地區級的災難備份數據中心，保障當一個金融數據中心發生災難問題時，能夠在滿足監管指標的要求下，對金融系統進行快速恢復，保障系統的業務連續性和可靠性。銀保監會對金融企業的業務連續性的監管要求不斷的細化和嚴格，迫使金融企業的災備體系建設迫在眉睫。

但是金融企業所涉及的系統多，對各個系統的對接和可靠性要求高，當災難真實來臨時，如何保障被影響的系統能夠快速準確地切換到備份端，并通過備份端，對外繼續提供服務就顯得十分重要。此時需要一套災備管控系統，將日常災備建設過程中的資源和數據管理起來，并進行日常模擬切換，當災難真實來臨時，才能夠保障，一鍵式的災難切換和系統服務的快速恢復，持續對外提供金融服務能力。

本人作為非全日制研究生，很有幸參與該系統的設計和開發工作。本軟件采用微服務的開發架構，MySQL作為后臺的主要數據庫，Redis作為緩存數據庫。開發框架為SpringBoot+SpringCloud+React，通過nacos作為配置中心和微服務管理中心。

1 需求分析

金融災備系統一鍵式切換的建設，一般分為四個階段：規劃階段、建設階段、日常演練階段、常態化運維階段。

規劃階段：規劃整個金融企業中所有需要建設災備的重點金融系統的整體架構，為金融災備體系的建設提供架構支持和理論支撐，是整個金融災備體系建設的重點環節。

建設階段：是準備建設生產上，金融系統災備端環境的建設和準備階段，需要建設備端的機房、網絡，并配置和主生產端對應的災備端資源比例，依托災備端的資源，保障主生產端完全發生故障時，災備端的資源和部署的服務，能在一段時間內，對外提供與生產端同樣服務能力的各種資源的準備過程。

日常演練階段：是配置主生產端到災備端切換，及災備端到主生產端回切的切換流程，并支持日常的仿真模擬演練。仿真模擬演練指，在沒有發生生產故障的日常情況下，可以使用配置好的可視化切換流程，調整部分參數，實現真實模擬災難發生時的切換流程。當真實發生災難時，日常演練的流程只需調整少量參數，就能夠對真實的金融生產系統進行一鍵式切換到備用端系統。

常態化運維：日常對生產端、災備端的金融系統災備信息，進行維護。包括但不限于：系統相關參數信息、數據庫信息、防火墻信息、網絡設備信息、服務注冊信息、切換腳本信息、災備流程信息的維護等。

本系統軟件的核心業務是：管理和維護各個災備階段的金融系統的運維信息，可視化地展示各個階段的災備流程及數據，日常通過模擬腳本和數據，在本系統上實現不同程度的災難切換仿真測試。通過日常不斷地進行災難切換仿真，完善金融系統的災備運維數據，和相關切換的準備工作，實現在金融系統真實災難時，能夠按照預期流程，進程可視化的快速切換，將生產端的金融災備系統切換到災備端的應用系統，對外提供持續的金融服務能力。

2 系統分析

2.1 功能分析

本系統軟件為了滿足金融災備系統的業務，需要對災備系統的切換各階段，開發相應功能，以滿足災備切換的業務需求。在規劃階段，需要管理規劃方案，查看生產上現存所有金融系統的架構信息，資源信息和運行情況；在建設階段，需要計算建設災備端系統，所需要的設備資源并維護建設信息，建設完成之后，需要對生產端和災備端的系統的環境和服務參數，做相應的資源檢查，保障生產和災備端運行環境一致，避免系統差異性風險。此外，為了實現生產端，各個金融系統的各項服務模塊順利進行切換，需要編寫和儲存相關對象的切換腳本。目標腳本需要通過代理客戶端對目標的機器進行納管后，下發執行，并返回特定格式的執行結果，通過對執行結果判斷，對生產端或者災備端的模塊切換成功進行判斷；在日常演練階段，支持編排和配置建設階段，所需要進行切換的機器或模塊對象，對系統涉及的各組件，按照一定的流程進行編排，并支持一個流程、兩套參數，一套為日常演練使用，另一套為真實災難使用。當切換流程執行完成后，需要自動執行提前配置的交易業務驗證案例，只有保障金融的核心業務驗證通過，才能保障最終的金融業務系統切換成功，提供和原來一致的服務能力；常態化運維模塊是災備管控系統日常運維管理時，對所涉及的機器進行管理，查看各災難切換流程環節的日志、開關參數的配置，定時執行的調度任務。

2.2 性能分析

由于金融類相關系統涉及的業務重要性程度高，故障風險大，性能分析成為金融類系統分析的重中之重。本系統是針對金融業務類系統進行災難切換的工具，主要的性能分析為：（1）安全性：本系統管理著金融系統的生產端和災備端的所有機器信息和基本信息，因此必須將切換工具系統部署在內網環境下，通過代碼漏洞掃描，設置密碼安全策略，通過堡壘機登錄，通過專業機構的安全掃描，以保障系統的安全。（2）數據準確性：通過對傳輸的報文數據進行防篡改加密，對請求的url地址進行請求源校驗，對操作的數據進行日志記錄，保障數據的準確性和一致性。（3）可用性：可用性要求本系統在各種災難場景發生時系統可用。在區域性故障時，大量金融系統需要通過本系統進行災難切換，因此本系統的切換流程調度執行模塊通過分布式部署，支持服務彈性擴容，以按需擴容，提供更多性能。（4）可靠性：系統本身的各個微服務模塊支持異地部署，統一管理，當一個模塊故障時，該服務請求能被其他正常的模塊響應，能穩定的對外提供災備切換能力。在災難切換過程的每個環節，如果出現步驟異常，支持中斷、跳過、回滾操作，保障每個環節順利完成災難切換。

2.3 數據需求分析

本系統內數據主要分為：金融系統信息、機器信息、規劃的方案信息、切換流程信息、腳本信息、用戶信息和權限信息。系統的數據主要為關系型數據庫和非關系型數據庫。其中金融系統信息主要包括金融系統的運維基礎信息、配置信息、生產和災備端的標識信息、運行信息、配比信息、檢查信息、業務案例信息。

3 系統設計

3.1 系統功能結構

本系統軟件的功能結構圖如圖1所示。

圖1 軟件功能結構

它分為以下五大模塊：

（1）統認證模塊：本模塊包含用戶管理模塊和權限管理模塊。

（2）規劃管理模塊：本模塊包括方案管理、架構管理、計劃管理三個子模塊用于管理建設準備前的相關架構，方案和計劃。

（3）建設模塊：本模塊包含機器納管、系統資源、模塊管理、腳本管理、環境比對五個子模塊。機器納管是將生產端和災備端的服務器機器，進行納管，方便調度管理。系統資源模塊，是對所有金融系統的資源進行管理，并維護災備切換所需要的系統信息。模塊管理是按照金融系統的服務模塊進行管理，配置，針對每個模塊，準備切換的腳本和參數。腳本管理，是本系統管理所有切換動作的腳本管理模塊。環境比對模塊，是比對生產端和災備端，運行環境，系統配置，系統狀態的模塊，保障生產端和災備端環境完全一致，對外提供的服務能力一致。

（4）切換流程模塊：本模塊包含節點配置、流程編排、模擬演練、災難切換、業務驗證五個子模塊。節點配置是日常情況下，提前配置流程節點的生產和災備端的機器信息，切換信息等參數信息。流程編排模塊是在針對具體金融系統進行災備流程編排時，通過可視化流程編排，將配置好的節點串聯起來，形成災難切換的工作流程。模擬演練模塊，是通過日常配置模擬參數，在準生產環境下，對金融系統的災備切換流程進行模擬切換，找出其中各個環節的不足和問題，并及時優化調整。災備切換模塊，是當實際災難發生時，一鍵式快速切換的執行模塊。業務驗證模塊，是系統從生產端切換到災備端，或者回切后，通過金融業務案例，對切換后的系統進行驗證，只有金融業務驗證通過，才標志著災難切換完成。

（5）系統運維模塊：是災備管控系統本身的運維模塊，包括參數配置、系統監控、操作日志、定時任務四個子模塊。參數配置是配置不同的參數以適應不同的部署環境。系統監控模塊，是為了監控被管理的機器及系統的健康狀況，配置相關策略進行告警和提醒。操作日志模塊，是記錄本系統上所有操作變更的數據記錄，方便管理員追溯問題和責任人。定時任務模塊，是配置系統中流程調度，通知發送任務的定時任務管理模塊。

本系統的核心功能，是對金融系統的災備資源進行建設、創建維護災難切換的流程，通過日常進行不斷的演練，運維再演練的閉環過程，不斷發現災難切換流程各個環節的瓶頸和問題，進行不斷改進和優化。最終實現災難真實發生時，能夠按照規定的目標時間進行一鍵式快速切換，保障金融業務的連續性和金融系統的穩定性，減少金融行業的風險。

3.2 系統的架構

系統的架構圖如圖2所示。通過統一的F5網關入口對系統進行訪問，nginx作為負載均衡轉發到Web集群。三個Web服務集群分別訪問用戶管理后端服務、災備核心服務群后端服務，數據同步服務群后端服務。三個后端服務將公共的需要調用的服務抽象成四個公共服務集群：資源池服務集群、定時調度服務集群、流程引擎服務集群、第三方調用服務集群。Nacos實現配置集中管理和微服務調用，Redis保存緩存數據，MySQL保存持久化數據，同時提供統一的網關對后端訪問第三方平臺應用和服務進行控制。

圖2 災備系統架構圖

4 軟件實施效果

以下為本系統部分關鍵代碼。圖3為核心代碼截圖，圖4為災難切換流程界面。

圖3 災備管控系統代碼圖

圖4 災備切換流程圖

5 結 論

對金融系統進行災備建設，不僅是監管要求，也是針對日益信息化程度不斷加深的金融行業里，規避風險最有保障的措施。但金融系統的災備建設和災難下一鍵式切換的能力是很難快速形成的，需要一個長期規劃、多方協調、系統管理、日常運維、不斷演練、反復確認金融業務不受影響的過程。因此為提高金融系統災備體系的建設，必須構建符合金融行業的災備管控系統，給金融系統的運維保障人員，以降低系統故障，避免金融風險，減少國家和人民的財產損失。