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      干貨!支付寶金融級IT架構及分布式架構的應用實踐

        導語:?過去幾年是云原生理念高速普及的黃金時期。微服務、容器、無服務器架構、服務網(wǎng)格等新技術的出現(xiàn),在技術社區(qū)中激起了一浪又一浪的創(chuàng)新熱潮。然而由于金融行業(yè)對性能和安全的嚴苛要求,云原生技術在企業(yè)實際場景中的實施落地,特別是在金融場景的實施落地,仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。

        本文整理自2020阿里云線上峰會螞蟻集團資深技術專家尹博學的主題演講,為大家分享螞蟻關于金融級IT架構及分布式架構的思考和應用實踐。關注“螞蟻金服科技”公眾號,螞蟻SOFAStack白皮書即將發(fā)布,不要錯過哦~~

        以下為演講整理全文:

        大家好,我是螞蟻集團的尹博學,今天和大家分享一下螞蟻關于金融級IT架構及分布式架構的一些思考和應用案例,主要包含三個部分,分別是行業(yè)常見的分布式架構介紹、螞蟻單元化架構的介紹以及單元化架構的應用案例。

        行業(yè)常見分布式架構

        行業(yè)常見的分布式架構主要包含,單活架構、雙活架構和冷備架構。從容災能力角度來看,雙活架構和冷備架構均能做到應用級跨機房容災,但是數(shù)據(jù)庫因為使用了異步復制的技術,無法做到機房級RPU=0的容災。再看灰度發(fā)布的能力,冷備架構和雙活架構都只能做到機房級灰度發(fā)布,無法做到更細粒度的灰度發(fā)布。

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        螞蟻單元化架構介紹

        在介紹完行業(yè)常見的分布式架構后,我們來看一下螞蟻的分布式架構發(fā)展歷程,和單元化架構的詳細介紹。

        這是螞蟻分布式架構發(fā)展歷程。螞蟻也經(jīng)歷了單活、同城雙活、兩地三中心,三個階段。其中兩地三中心是同城雙活加一個冷備。隨著螞蟻業(yè)務和業(yè)務量復雜度的越來越高,業(yè)務對于基礎架構的要求也越來越高,即擴展能力、容災能力、灰度能力要求越來越高。最終螞蟻發(fā)展到了單元化架構,將主要業(yè)務拆分單元即分片,裝入不同的邏輯單元內,每個分片的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)三地五中心部署即三地五中心的單元化架構。

        首先我們來看一下螞蟻單元化架構的整體架構設計,整體架構包含RZone、GZone和CZone。其中GZone部署的是無法拆分的數(shù)據(jù)和業(yè)務,GZone的數(shù)據(jù)和業(yè)務被RZone依賴,GZone全局只部署一份,而RZone部署的是可拆分的業(yè)務和對應的數(shù)據(jù)。每個RZone內的數(shù)據(jù)分片如圖所示有五副本,實現(xiàn)三地五中心部署,每個分片內只有一個可寫入的主副本,其余副本按照Paxos協(xié)議做數(shù)據(jù)強一致。每個RZone內實現(xiàn)業(yè)務單元封閉,獨立完成自己的所有業(yè)務。而CZone的出現(xiàn)是因為GZone全局只有一份,不同城市的RZone可能依賴GZone服務和數(shù)據(jù)的時候需要遠距離調用,延遲比較大,所以在每個城市部署一個CZone作為GZone的只讀副本,為本城市的RZone提供服務。

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        介紹完單元化架構的整體設計之后,我們從容災、灰度發(fā)布、彈性三個方面詳細看一下該架構的能力。

        首先看容災能力,容災能力分為同城容災和異地容災,以圖中所示為例,RZone1出現(xiàn)故障先看同城容災能力,我們目標將RZone1切換至同城容災RZone2。先做數(shù)據(jù)庫分片切換,RZone1對應的分片為分片1,把分片1在RZone2的副本提升為主副本,數(shù)據(jù)庫副本提升完畢后將RZone1的流量切換至RZone2,實現(xiàn)同城容災RPO=0、RTO<1min。

        再看異地容災,同樣以RZone1故障為例。目標切換至RZone3,先做數(shù)據(jù)庫切換,分片1在RZone3的副本切換成主副本,完成后將RZone1的流量切換至RZone3,實現(xiàn)異地容災,該過程RPO=0、RTO<1min。

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        接下來我們看彈性。彈性的背景是業(yè)務在大促、節(jié)假日等流量出現(xiàn)大幅上漲的過程,我們可以短期租借新的城市和新的IDC。如圖所示,我們租借城市X的IDCX作為RZoneX,將RZone5的部分流量彈出至RZoneX,對應流量的數(shù)據(jù)也彈出至RZoneX內。在節(jié)假日大促結束之后,將RZoneX內的流量和數(shù)據(jù)彈回至RZone5,然后回收RzoneX,這樣大幅節(jié)約了機房成本。

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        介紹完彈性之后,我們來看灰度能力。如圖所示,我們將四個RZone(RZone1、RZone2、RZone3、RZone4)的業(yè)務和應用分為A、B組,日常A組和B組各承擔50%的應用流量。在應用新版本發(fā)布時,我們將A組的流量全部切換至B組,此時在A組上部署新版本,部署完畢后將B組的流量按粒度切換至A組上,切換粒度等于數(shù)據(jù)分片的粒度。在切換的過程中可以做A組和B組的服務對比,如果發(fā)現(xiàn)A組的服務異常,可以快速將流量切換回B組。在A組服務一段時間后無異常發(fā)生,最終可以將B組的流量全部切換至A組,把B組的版本更新為新的版本,在整個切換的過程中實現(xiàn)了可灰度、可回滾、可監(jiān)控。

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        我們再深入到架構內部,來闡釋一下架構內關鍵模塊是如何支撐該架構的。

        首先我們看流量路由模塊。流量路由模塊的核心是將用戶的uid信息和對應的Zone信息植入到cookie中,供流量路由模塊做精準路由。我們以用戶uid=68、RZone=RZ03為例來看流量路由模塊是如何工作的,首次用戶接入時cookie內無zone信息,流量接入模塊會隨即將該請求發(fā)到一個RZone內,如發(fā)到RZone1內,RZone1通過zoneClinet會準確計算該請求應發(fā)至RZone3,即通過RouteClinet將該請求發(fā)送。發(fā)送過程中將計算出的uid信息和對應的zone信息植入cookie內轉發(fā)至RZone3,RZone3完成本次業(yè)務請求后將結果返回給用戶,其后用戶同意session內的其它請求,因為在cookie內已經(jīng)有了準確的路由信息,會被流量路由模塊準確的發(fā)至RZone3完成業(yè)務請求。

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        接著我們再看一下服務路由,服務路由分為本機房服務路由和跨機房服務路由調用。先看本機房服務路由,服務調用端向本機房服務注冊中心訂閱服務,發(fā)現(xiàn)服務地址后做本機房服務路由調用。再看跨機房服務路由調用,服務調用端向其他IDC的注冊中心訂閱服務地址,發(fā)現(xiàn)服務地址后做跨機房服務調用。

        最后我們看數(shù)據(jù)是如何實現(xiàn)高可靠的。螞蟻使用自研的分布式關系數(shù)據(jù)庫OceanBase,每個分片的數(shù)據(jù)庫做5副本部署,部署地域實現(xiàn)三地五中心部署,5副本中有3副本實現(xiàn)強一致,如圖所示可以實現(xiàn)同城、IDC容災和異地容災。

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        單元化架構實踐場景

        介紹完螞蟻單元化架構的主要概念即關鍵模塊信息之后,我們看一下單元化架構在外部客戶實施的一些案例。

        第一個案例是一家城商行,它的業(yè)務系統(tǒng)、IT系統(tǒng)歷史比較長,無法一步跨越到單元化架構,我們?yōu)槠渫扑]了大GZone的模式,即把城商行的所有服務和數(shù)據(jù)不做拆分,直接裝入一個GZone內,在GZone的基礎上實現(xiàn)同城雙活即應用同城雙中心部署,數(shù)據(jù)庫同城三中心部署,從而實現(xiàn)同城容災能力,RPO=0、RTO<1min,但無法實現(xiàn)異地容災能力,其可灰度能力和彈性能力都無法做到更細力度。

        再看第二個區(qū)域銀行的案例。我們?yōu)檫@家區(qū)域銀行實現(xiàn)了同城單元化,即將這家區(qū)域銀行的主要業(yè)務拆分成兩個邏輯業(yè)務單元兩個分片,將其裝入一個城市的兩個IDC內,在另外一個城市建設冷備,其數(shù)據(jù)庫每個分片實現(xiàn)5副本部署,其中4副本在主城市兩個中心內部署,1副本部署在了本機房內。該架構實現(xiàn)了同城容災能力,同時也實現(xiàn)了細粒度的灰度能力和彈性能力,但同樣無法實現(xiàn)異地容災能力。

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        最后我們看一下螞蟻網(wǎng)商銀行的案例。網(wǎng)商銀行實現(xiàn)了異地多活單元化完整的架構,網(wǎng)商銀行的主要業(yè)務拆分成了4個分片,裝入4個RZone內,這4個RZone分別部署在了兩個城市內,各承擔25%的流量,而數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)5副本三個城市部署。其中提供服務的兩個地域兩個城市部署4副本,遠端部署1副本。該架構實現(xiàn)了同城容災、異地容災,同時也實現(xiàn)更細粒度的灰度能力和彈性伸縮能力。

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        介紹完這三個案例后,我們看到了單元化架構的一個靈活性,既可以大GZone部署,也可以同城單元化部署和異地多活單元化部署。今天我們介紹了螞蟻架構的發(fā)展歷程即單元化在一些關鍵外部客戶的應用案例。

        我的介紹就到這里,謝謝大家。

        加入我們:

        螞蟻集團-商業(yè)化產品專家

        工作地點:杭州、上海

        崗位職責:

        1、對金融科技或云計算相關領域熟悉,結合行業(yè)發(fā)展趨勢及業(yè)務戰(zhàn)略方向對平臺/行業(yè)產品的長期發(fā)展做出市場判斷和業(yè)務規(guī)劃,找到產品商業(yè)化的突破。

        2、作為產品,協(xié)同銷售、產品、研發(fā)、運營團隊,推進重大產品項目的落地,拿到滿足業(yè)務訴求的產品產出,并且能夠以技術商業(yè)咨詢的角度協(xié)同業(yè)務團隊落地重要客戶項目。

        3、確保螞蟻在金融科技領域中的產品行業(yè)競爭力和影響力,對螞蟻產品的競爭力負責。

        4、在產品相關的技術領域,完成競爭對手的動態(tài)和優(yōu)劣勢分析

        5、產品生態(tài)合作伙伴的建設和運營,結合行業(yè)生態(tài),快速形成市場規(guī)模形成面向行業(yè)的場景化解決方案。

        任職資格:

        1、5年以上企業(yè)級產品設計、規(guī)劃、和管理的工作經(jīng)驗 ,在產品決策、執(zhí)行和愿景規(guī)劃上有全面把控能力, 有國際化視野優(yōu)先;

        2. 深入理解云計算技術和云原生技術(如:微服務、devops、k8s、serverless等),熟悉業(yè)界主流云廠商 PaaS 平臺和產品,了解其特性和各自的優(yōu)劣勢;

        3、業(yè)務能力,對金融科技化有深刻的理解,熟悉領域內領先公司的業(yè)務及產品,對業(yè)務趨勢有自己的見解和分析;

        4、產品能力,能綜合多業(yè)務的不同場景,形成產品設計和解決方案設計。

        5、協(xié)同能力,具備良好的團隊溝通協(xié)同能力,能推動多業(yè)務、角色的大型項目順利推進,結果導向帶領團隊拿到結果;

        6、技術能力,在深度學習、分布式架構、企業(yè)級應用平臺,數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)等一個或者多個領域有深入研究和理解;

        7、敬業(yè)精神及抗壓能力,有ownership,有很強的抗壓能力和心力,能在關鍵時刻找到突破點。

        簡歷投遞郵箱:

        zhenxiong.mzx@antgroup.com

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