一亿次交易零故障，从 TencentOS 看金融领域的技术革新
一亿次交易零故障，从 TencentOS 看金融领域的技术革新
一、项目简介
数字化转型的浪潮下，金融业系统原先的模式，已经无法满足「以客户为中心」的业务快速创新的需要。伴随新技术不断出现，快速部署和迭代，多业务同步开发和上线成为趋势，对核心系统的整体升级改造亟待开展。
2020 年 12 月，腾讯中标某知名银行的核心交易系统项目，涉及基础硬件、操作系统、中间件、数据库、云平台 5 大领域全栈式国产化创新。
腾讯团队与该银行通过多次 POC（Proof of Concept，概念验证），开展深度技术交流，协助规划数据库标准，从 TencentOS 操作系统到 TDSQL 数据库，提供完整的创新解决方案，支撑该银行核心系统持续稳定运行，最终在投产平台日均交易量超 1 亿笔的基础上，做到了 0 故障。
二、解决方案
TencentOS Server 是腾讯研发的服务器 Linux 发行版，提供了专门的功能特性和性能优化，能为服务器实例中的应用程序提供稳定、安全和高性能的运行环境。TDSQL 是腾讯自研的国产化「金融级」数据库，整个过程投入超过 600 人，中国十大银行中的七家都应用了 TDSQL。
TencentOS 与 TDSQL 是天生的一对好搭档。TDSQL 的研发和测试平台基于腾讯自研的 TencentOS 服务器，TencentOS 针对 TDSQL 也做了较多定制和优化，比如网络，I/O，CPU 调度等方面的优化，为 TDSQL 的稳定高效运行提供了强有力的保障。
在调研了该银行的技术需求与基础后，TencentOS 操作系统团队提供了定制的镜像和便捷的 OS 部署系统，针对该银行数据中心使用的场景定制了分区方案，对系统数据安全提供了强有力支持。
在网络部署场景，通过获取定制镜像实现全自动快速部署，大大节约了系统安装的时间，并且无需额外的系统配置修改，做到开箱即用的效果。
三、技术细节
以阵列监控系统为例，在项目中，该银行首次引入和使用了 NVME 设备，为了提高数据的安全性和存取的吞吐量，NVME 磁盘又通过 RAID 来进行统一管理和呈现。因为 TDSQL 对磁盘的 IOPS 以及容量有较高要求，在 TDSQL 项目实际部署过程中，使用了由 Tencent OS 提供的软 RAID 功能。相比于 NVME 硬件阵列卡，软 RAID 能够对 NVME 提供更好的支持以及更佳的性能体验。
针对该银行的 NVME 软 RAID 项目，TencentOS 团队为客户详细分析了内核中 RAID10 的实现原理，提供了软 RAID 性能测试数据以及资源开销情况，同时还提供了一个全方位的监控工具来监控软 RAID 以及 NVME 设备是否正常工作。
从 PCI 层面，监控 NVME 设备是否有掉盘以及降速行为，针对故障盘提供自动化的点灯能力；从设备自身状态方面，扫描设备的 smart 日志判断设备的使用寿命是否将近、是否温度过高、是否有运行时错误以及警告等；系统层面，扫描内核的系统日志查看是否有 NVME 相关报错；性能方面，实时采集 NVME 磁盘的性能数据、分析是否有慢盘以及磁盘夯事件发生。针对 RAID 阵列，监控并采集阵列状态、分析磁盘阵列是否有降级以及错误发生。
TDSQL 数据库与 TencentOS 操作系统的融合，实现了技术方案的完整闭环。项目开展后， TencentOS 团队提供了长期一站式技术支持服务，高效、快速地解决遇到的问题，为该银行的核心业务稳定运行保驾护航。
四、实践价值
TDSQL 搭载 TencentOS 相比社区其他操作系统的性能，在数据库 TPCC 指标测试中有 7-8%的提升，在相同测试方法和磁盘硬件条件下，系统 IO 性能提升 30-60%。
在 TencentOS 与 TDSQL 的技术组合推动下，该银行从集中式到分布式扩展实现高扩展，数据库可视化管理，实现运维监控高度自动化，在安全、稳定和体验方面实现了极大提升，解决数字化转型难题：
- 核心系统的持续稳定运行，实现 0 故障
- 基于 NVMe 的软 RAID 方案顺利上线，效果符合预期
- 阵列监控系统持续监控阵列状态，阵列持续稳定
- TencentOS 与 TDSQL 的兼容性、稳定性、性能表现更好
项目还通过中国人民银行颁布的《分布式数据库技术金融应用规范安全技术要求》，满足国产化和信创能力要求，满足 5、4、3 级灾备和高可用方案满足业务连续性要求。
小结
操作系统和数据库同为底层基础软件，二者交互频繁，关系密切，需要高度协作支持。TencentOS + TDSQL 的组合，实现操作系统和数据库的快速拉通对齐，避免了由于跨厂商而导致的冗长的信息传递，能够更加高效、快速地解决问题。
TencentOS 蕴含了腾讯在操作系统领域超过 10 年的技术积累，基于 TencentOS 衍生的社区版——OpenCloudOS，集社区之力，针对云原生场景和需求，进行了深度的重构设计，供开发者和中小企业免费使用。TencentOS 和 OpenCloudOS 用户态和 CentOS 同源兼容，相比原生内核稳定性提高 70%、典型场景性能提升 50%，满足用户对 CentOS 替代的需求。
国产化战略下，操作系统等基础软件获得了国家与 IT 产业的重视，其中，互联网企业自研操作系统，正在成为金融领域技术变革的重要力量。依托OpenCloudOS社区的源动力和TDSQL 的高效协作，TencentOS 未来可期。
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