如何推进证券行业信息基础设施架构转型?

时间:2019-12-02 16:04:00 访问:1946 次

新一代信息通信技术与金融业的深度融合推动了金融科技的快速发展。在市场、政策、技术和应用等各种因素的帮助下,移动支付、智能营销和客户服务、基于大数据的信用评级等各种应用开始出现,给人们的生产和生活带来了更多的便利。未来,随着大数据、人工智能等技术的进一步成熟,它将给社会各界带来更多的便利和惊喜。

今年8月,中国人民银行发布了《金融技术(fintech)发展规划(2019-2021)》(以下简称《规划》),提出“建设集中式和分布式协调发展的信息基础设施,探索分布式计算等技术的应用,进一步提高金融服务质量”该计划的发布被认为是金融技术的正式“固定转移”,为行业发展和行业监管带来了新的机遇。在这种背景下,信息技术在证券业的发展和基础设施改造的趋势成为业界关注的焦点。

信息技术投资持续增长

随着国外证券市场现代化的兴起和市场的发展,以美国为代表的国外证券市场的信息技术已经从最初的业务运营支持工具建设逐步发展到向用户提供产品和服务。与此同时,受金融危机和经济全球化的影响,信息技术正朝着灵活和有弹性的方向发展。

目前,外资银行仍在加大信息技术投资:2017年,摩根大通科技投资77.06亿美元,同比增长12.6%;高盛在2016年和2017年投资了29家金融技术公司,拥有46%的技术人员。

相比之下,中国证券业的信息化起步较晚。在发展的初始阶段,证券业依赖技术制造商来实施和部署信息技术,而该行业对自身技术创新和业务创新的支持有限。随后,金融科技的发展支持了金融业为依赖信息技术系统和互联网的广大用户提供服务。2016年,证券公司在信息技术领域的投资稳步增长。各种新兴技术的研究和实践在营销服务、风险管理等场景中逐渐普及。数据治理和安全问题受到了更多关注。

值得一提的是,目前中国证券业对信息技术的投资正在上升。2017年,国内证券公司信息技术投资总额超过115.9亿元,同比增长11.7%,信息技术人员总数超过1.3万人,同比增长9.3%(见图1)。

图1:国内证券公司信息技术资金和人员投资

自2018年以来,国内证券公司不断加大科技投入。其中,华泰证券共投资信息技术10.85亿元,拥有信息技术人员740人。国泰君安、海通证券和沈万鸿源分别投资10.51亿元、6亿元和4.97亿元信息技术。广发证券投资7.73亿元建设信息系统管理平台、设备购置和维护。

证券业信息化投资与银行信息化投资仍有很大差距。根据具体数据,2017年中国金融信息化市场规模达到1864.2亿元,其中银行业信息化投资规模占市场的69.37%,证券业投资规模为10.23%(见图2)。

图2:2017年中国金融信息化产业市场规模结构

目前,中国证券业的信息化仍然侧重于系统运行和业务支持。现有的信息架构在一定程度上限制了系统的扩展能力和业务处理效率。行业发展战略也缺乏系统规划。与美国证券市场信息技术的利用率、创新能力和安全性相比,国内证券市场在促进行业信息技术架构转型升级、提高行业核心技术自主创新能力、满足国家安全发展战略要求方面还有很大的提升空间。

加快信息基础设施的转型

随着信息技术的发展和信息投资的增加,证券业正从底层开始推动信息系统的转型升级。目前,行业正朝着海量业务数据、高并发事务、个性化需求、安全可靠的方向发展。传统的信息架构存在供应不足、扩展成本增加、安全系数低等问题。迫切需要转变和升级到更加开放和灵活的新架构,以促进服务模式创新,为行业发展聚集新的技术动力。

在早期,证券行业的信息基础设施采用集中式架构,将主机资源集中在物理设备紧密耦合的大型或小型计算机中。它的组件包括操作系统、数据库、中间件等。尽管这种体系结构易于部署和管理,但其扩展能力有限。为了获得更高的性能,它只能升级cpu、多核和存储,以提高单机处理能力或以相同的架构横向扩展服务器。但是,由于单机性能有限、横向扩展成本高和其他限制,无法实现按需扩展。

目前,证券业的信息基础设施转型正在从三个方面进行:一是在服务器应用方面,集中式架构中的小型机和大型机正在被低成本分布式架构的pc机服务器集群所取代,通过服务器集群的建设,正在建设高速通信网络,以提供整体上的高计算能力,灵活支持高并发事务;第二,就数据库而言,传统架构大多使用独立和集群数据库。然而,随着证券行业业务量的快速增长,传统数据库的性能和容量将成为业务扩展的瓶颈,而分布式数据库采用数据库和表的划分方法,突破了传统架构的容量限制。第三,在性能改进方面,集中式系统将多个主机组合成一个中央节点,所有功能都以集中式方式处理。目前,通过采用负载均衡和分布式缓存等组件,解决了集中式架构中大规模数据库访问动作带来的响应延迟问题,提高了数据读取速度和系统扩展能力,降低了存储成本。总之,证券行业的信息基础设施目前正在从集中式体系结构向分布式体系结构转变。

分布式体系结构(Distributed architecture)是一种通过网络和消息中间件集成计算资源和服务的现代信息技术体系结构系统,使各部分能够共享资源和协调活动,实现高内聚性和透明性,减少上层应用对下层硬件的依赖,具有易于横向扩展、松散耦合、高可靠性和快速迭代开发的特点。其核心组件包括消息中间件、负载平衡、分布式缓存和分布式数据库(见图3)。

图3:分布式架构

消息中间件是一种高效可靠的消息传输机制,它通过提供消息传输和消息队列模型来实现数据通信,在分布式系统中起到解耦、流量削峰、数据同步、异步处理和冗余的作用。消息生产者将核心数据发送给消息中间件,下游数据消费者可以根据需要从中间件获取相应的服务数据,从而降低系统之间的耦合度;当系统流量处于瞬时峰值时,消息中间件可以通过堆叠消息实现流量削峰,从而降低下游系统的数据吞吐量压力。广泛使用的消息队列包括ac-tivemq、rabbitmq、apachekaf-ka和rocketmq。

负载均衡技术可以将大量并发数据流分配给多个服务器设备进行并行处理,以提高服务性能和可靠性,从而达到优化资源使用、最大化吞吐量、最小化响应时间和避免过载的目的。根据不同的实现技术,它可以分为dns负载均衡、链路层负载均衡、ip负载均衡和http负载均衡。常见的负载平衡组件包括nginx、lvs、haproxy等。

分布式缓存技术旨在消除传统数据库磁盘i/o性能的瓶颈,缩短响应延迟,使用高速内存作为数据存储介质,并获得高读写性能。此外,分布式缓存可以支持灵活扩展,动态分配节点数量以应对不断变化的数据访问负载,并提高资源利用率。

分布式数据库是一个完整的、全局逻辑集中的、物理分布的大型数据库。传统数据库依赖高端存储设备和小型计算机设备,这些设备成本高,难以突破容量限制和扩展。分布式数据库可以采用合理的数据切片策略来划分数据库和表,从而提高系统的存储容量和服务容量。同时,采用动态平滑的伸缩能力,支持业务量的快速变化,更好地应对高峰流量。

以深交所第五代交易系统为例,采用x86服务器和低延迟、高性能协议转换引擎等技术,实现了基于高速消息总线的分布式大规模并行处理架构。通过消息总线将交易通信服务、市场通信服务、终端通信服务和数据交换服务与各平台连接起来,在全国呈现“两地三中心”的部署模式,实现高可用性和强扩展性,解决异地容灾问题。分布式应用使新一代事务系统的事务数据处理效率达到每秒300,000个事务,平均延迟约为1.1毫秒,故障转移时间少于10秒,市内灾难恢复切换时间少于3分钟。

为了进一步优化分布式体系结构的性能,缩短系统响应时间,提高数据吞吐量,云计算技术可以用于虚拟化物理资源,屏蔽底层硬件差异,实现资源的快速部署和服务访问。云计算自身的迁移功能也可以在服务器出现单点故障时实现灵活的服务迁移,并确保ip地址保持不变,从而进一步提高服务稳定性。

就降低系统复杂性和简化系统操作和维护过程而言,目前微服务体系结构通常用于划分业务功能以形成可以独立迭代和开发的单一服务,从而减少系统耦合。微服务架构通过在云中部署应用程序、管理和服务,具有结构清晰、敏捷性、可扩展性和独立部署的优势。它已逐渐成为行业应用的主流。

证券业需要拓展系统布局

目前,证券业信息基础设施的转型面临着架构建设、it技能转型、系统安全等方面的挑战。它需要长期和系统的布局和规划。

在建筑建设方面,面临高难度、高密度、高能耗的部署挑战。对于大规模服务器的建设和管理,应注意故障恢复能力、可扩展性和操作维护的便利性。在it能力建设方面,分布式系统建设所需的软硬件与集中式架构系统有很大不同,集中式架构系统要求行业从培训it人员的技能转向新的架构方向,提高开发效率,解决复杂的通信问题和大规模系统建设问题。同时,在系统安全性方面,架构转型带来了安全挑战。虚拟和开源等分布式体系结构的特点对安全保护技术和数据管理方法提出了更高的要求。

因此,建议采用渐进的转换策略,从传统架构与分布式架构相结合的混合架构逐步过渡到开源分布式架构,积极稳妥地推进架构的转换,构建一个可灵活扩展、低成本、高可用性的基础架构。建议大力培养行业复合型人才,鼓励通过校企联合培养和培训的方式培养信息技术和证券行业复合型人才。建议进一步完善相关行业政策和标准,有效引导行业信息基础设施转型升级,在行业信息技术发展过程中兼顾创新、合规和安全。

资料来源:人民邮电

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