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华锐技术：如何实现头部券商核心交易系统的信创
产业调研系列
1、分布式转型已成行业趋势
分布式转型的上一代是以数据库为核心，是基于主机、数据库、存储本身具有的可用性和处理能力来满足行业的需求。到分布式时代，是基于DCN总线、DCN中间件为核心去构建分布式的组件，基于此构建整个平台。底层也是用开放的平台，包括标准的服务器、Linux这种开放的操作系统平台构建一套系统。在华锐我们可以明显看到，新一代系统跟上一代比，并发量会更强，时延会更低，而且可用性是基于底层的交换机、服务器去构建更加可靠的整套系统和方案。基于这些开放平台可以以更低的成本达到更高的性能和更强的能力。
过去5年，华锐一直在分布式领域不断前行。这些是我们在过去5年取得的一些进展。中间件是构建分布式平台的核心，像广发构建他们的量化策略平台以后性能大幅提升，还有基金公司构建他们的投资平台，银行也基于我们的AMI去替换他们的IBM、MQ。华锐在交易领域也取得了非常大的进展，2022年国君新一代零售的上线，也完成了全量1500万零售客户的切换。另外过去几年一直推动机构业务系统的更新，目前排名前20的证券公司已经有17家使用我们的系统，像资管、风控也有大量的案例。
在过去五年，我们用大量的分布式部署节点证明这个方向的正确性以及有效性。
2、分布式转型是金融核心信创的最佳路径
19年至今行业的信创进展，是从外围的办公系统到一般的业务系统，再到核心业务系统。通过前面的分析可以得到，分布式架构转型叠加低时延革命，是核心交易系统信创的最佳路径。下面跟大家分享我们的进展。
核心的后台系统是分了层的，最下面是基础设施层，包括国产化的基础硬件设施，包括服务器、交换机。再往上是基础软件，包括操作系统和数据库。分布式的系统基础平台的核心是一个消息总线，目前是到了3. 0的版本，去兼容适配底层的基础信创硬件。在此之上构建了不同的核心应用，整体采用全栈信创的方案，解决卡脖子的问题。
这是一个典型的基于总线架构的核心系统架构。各个业务组件通过分解接入总线，实现消息的交互。这是交易系统最核心几个组件的流程图。
首先总线我们有高吞吐低时延特性，也是目前行业核心的交易系统的要求，需要高并发能力、低时延。
另外要满足高可用的特性。我们是基于状态机的同步机制，保证每一个组件实例的集群主备之间能够实时同步，而且状态完全一致，当发生故障可以实现自动切换。
扩展性，如果基于普通的PC server去构建系统，PC server的处理能力会影响到整套系统的处理能力。可以通过叠加横向扩展来提升整套系统的处理能力。所以关键路径是从订单进来，经过交易引擎再到交易所，整条路径全部在内存进行处理，不会经过数据库，这样关键路径不会受数据库功能和性能的影响。
数据库主要用来做数据旁路的落地，在整个信创过程中，假如我们想基于上一代核心架构，数据库是一个重要的改造点。假设我们要研发出足够高可靠、高可用的数据库满足核心交易后台需求。从目前数据库的成熟度来看可能要等更长的时间，这样会成为信创的阻塞点。把数据库旁路之后，主要关注的是主链路路径。基于PC server可以创造出比大型主机更高的处理性能，所以基于总线架构可以实现进口替代。
华锐过去几年一直在投入做信创研究，也建立了比较完备的信创研究体系。因为分布式系统除了上层应用的方案，底层的基础设施也非常重要。上层应用是高可用的，底层的网络架构也必须是高可用的。所以我们在过去几年针对信创的交换机也做了大量的研究。基于信创组网，我们在上面测试了各类型芯片以及服务器，去判断选型。再往上，麒麟、龙芯我们都有很多研究。
去年还基于华为欧拉的社区发布华锐的操作系统。因为我们发现底层硬件很重要，上层应用很重要。可是操作系统如果不做好适配，性能没办法达到最好的提升，所以我们也做了很多投入。
再往上是基础软件和中间件，这是我们自研的总线，还有一个基础软件数据库。无论是在最开始的研究，还是在客户上生产案例之前，数据库的选型都非常重要，虽然它是旁路的，可是它的性能处理对于整个系统的构建非常重要，尤其是在盘前的上下场，盘后的下场，它的性能都会决定整个系统的规模。而且在两地三中心的构建当中，这些数据库的高可用完备性也是一个重要的考察点。
我们2019年就开始做各种分布式数据库的测试，分别测试它的功能、性能、可用性和语法兼容。通过这些数据最终输出具体可用的方案。基于这些研究，我们也推出了自己优选的方案，这个主要适配华锐自己的系统，选择满足需求的硬件和基础软件设施，去构建整体的解决方案。
基础平台是整个信创和分布式转型的关键。我们可以看一下在信创环境和非信创环境下，X86和鲲鹏时延性能的比较。下图是不同吞吐率下回路时延，两台服务器a到b再发回a。X86平台跟鲲鹏服务器的时延已经很接近，包括最高的吞吐率到了差不多的水平，这也是支撑我们构建大型系统的前提。
基于基础软件和基础设施构建了我们新一代的核心交易平台。核心交易平台由交易中心和中后台服务来构成。中间基于数据服务把中心和后台相关联。另外通过统一接入跟外围交易系统做接入，构成整体的方案。
交易中心是整个方案的核心，包括交易网关、交易引擎和统一报盘。目前我们支持全域，包括沪深、北交所、两融期权等业务。从可用性来讲，我们会支持不同的部署模式，包括同中心储备、同城双中心、两地三中心，并发能力也得到大幅提升，比上一代有几十倍的提升，时延从几十毫秒级降低到百微秒级。
全面支持信创，这些都是系统的主要特性，可以关注分布式、高可用、高可靠。在信创领域下还有高吞吐和低时延。
各家客户会基于自己的信创目标选择不同的部署方案。同中心主备是目前采用最多的方案，另外大家都会规划同城双中心的一主两备的方案，还有一些客户已经建设了两地三中心。
同中心主备或两地三中心通常是在为零售产品做验证，还有些客户用来做机构以及自营场景，因为性能在全量信创的方案下跟非信创的方案一样，可以达到更好的性能。
我们数据用同中心主备部署进行测试。在信创环境下用鲲鹏和海光进行测试验证。另外是用Intel x86做比较，数据是从订单进入系统网关到报到交易所上行时延的比较。基于3.0主频测试下的鲲鹏服务器比Intel x86有更好的上行时延性能，下行是比较接近的，可以达到更好的指标实现替代。
为了真正能够持续的运作，我们对核心系统的构建做了工程化。一旦交易系统上线之后迁入客户，无论从业务响应还是从维护上来说，必须跟跟非信创版保持一致。要求信创版本和标准版本同时发布，而且在业务范围、功能特性和质量上不打折扣。所以我们建成了从开发规范到版本管理，到持续集成到自动化测试一套流程，可以真正达到同时发布标准版和信创版。一些客户既部署标准版，也有信创版，同时上线可以满足整个业务的需求。
3、核心交易平台切换路径及客户案例
下面是讲核心交易平台切换的路径以及选择。因为系统底层做了适配，所以我们支持信创单轨，也支持双轨混合部署的运行模式。接着对信创和非信创进行统一运维。基于以上特性，可以做到几个切换路径。（1）在主中心建好之后，建一个灾备的信创节点。（2）在已有的非信创节点下，扩展一个信创节点，进行平滑切换。（3）单独部署一套信创系统进行并行运行。
客户案例上，这是国泰君安新一代交易平台的建设方案，主要是围绕交易核心去构建整体方案。
目前是按照两地三中心来部署规划的 10 个现货交易节点，另外同时规划6个鲲鹏信创交易节点，做好信创切换的准备。当前 X86 节点已经完成了分布式改造，并且成功迁了 1500万零售客户。2022年底已经并行建设好了三个信创节点，另外三个节点2023年建成，并在接下来的推进中切换零售客户。整体方案基于AMI 3. 0/ATP3.0，运行于鲲鹏的计算设备，数据库基于GoldenDB，运行于海光的服务器之上。底层网络基于华为的信创交换机进行构建。
整个方案从性能、可用性、时延、并发能力和容量上都比上一代得到了大幅提升，实现先进的替代。
另外一个是国信的方案，建成单中心主备信创系统，支持现货和两融版本，信创版本也与intel版本保持一致。数据库采用TDSQL进行构建，上行时延150微秒，可用性方面也和非信创版本保持一致。
4、2023年行业信创展望
首先，证券核心系统分布式转型进一步加速。去年国君新一代核心系统上线，而且完成1500万零售客户的切换。整个行业对于的信创、核心系统分布式转型开展的也非常迅猛。
第二，信创核心系统的建设会加速，核心系统也会从概念验证转向真替真用。核心交易系统2020年是从0到1，2021是1到n，现在是n到普及，今年会有大面积的铺开。
最后，在信创的适配过程中，一些基础设施的方案不能一下就达到很完备的程度。在信创过程中，核心系统的要求也会再加速。这些底层基础设施，包括交换机、服务器还有操作系统不断提升，满足行业场景一个需求，所以行业生态也在不断地进步。
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