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顶点软件：信创深水区下证券核心系统建设的思考

发布时间：2023-01-13

本文来自顶点软件CTO郑元通在证券基金行业信息技术应用创新联盟2022年度峰会中“核心系统攻关专题研讨会”的分享。

1、行业核心系统的信创现状

证券行业的核心交易系统从营业部电子化交易开始，2000年前后开启大集中交易时代。2005年左右，大集中系统经历了一次比较大的技术架构的升级，引入了24小时交易，很快也实现了交易和清算的分离。从2012年开始，我们首次将账户运营等柜面业务从大集中系统中剥离。

另外，面向机构投资者多元的快速交易崛起，传统的单体交易系统逐步被新的交易体系所取代。新的交易体系主要表现在两个方面：（1）在业务架构上，传统的集中交易系统随着业务的发展逐步分离到多个子系统上，各个子系统之间的耦合度越来越低。多态的交易节点，包括零售机构都可以支持不同层次的用户需求。

（2）在技术层面，随着交易所撮合系统时延的大幅下降，构建分布式、低时延、面向信创化的核心交易系统，也符合整个行业未来发展的需求。

从2020年开始，以东吴、国君为首，全面构建了基于内存交易分布式的新一代核心交易系统，并且逐步实现信创化的部署，标志着整个行业的核心交易系统已经进入到信创的深水区。

目前新一代建设的现状可以从两个维度来看，一个维度在开发商角度，从技术路线、业务支持开放的理念，到产品的成熟度之间的差异，最终也反映到新一代核心交易产品的不同。

而在券商用户侧，从技术选型、政策影响以及整个实施路径的差异，造成了项目落地的时间比较长。

券商目前处于四个阶段，从观望表现为对政策、对同行系统了解、项目一些准备的阶段，就是以技术选型、实施路径的选择为主。还有一些尝试性的券商，以细分部分为突破点，比如在机构交易上做尝试性的验证。还有少部分领先的券商已经实现了新一代全面上线，进入了真正意义上信创深水区。

新的核心交易系统建设过程中，去“O”是关键，也是信创的基础。商业数据库在集中交易系统中的重要性体现在两个方面：性能和高可靠的数据存储，特别是在单体的综合性能上具有明显优势。

去“O”本质上是找一个方案替代传统商业数据库，所以需要对整个商业数据库进行解构。将性能部分由内存数据库来替代，存储部分由国产信创数据库来替代。

不管是性能还是存储方面，我们均采用分布式架构提升整个系统的整体能力，才能超越传统的单体数据库架构的能力。

另外内存数据库与低时延平台的相辅相成才能真正发挥低时延的特性，两者缺一不可，最终能将低时延的交易特性普惠零售客户。

2、顶点软件核心交易系统A5的信创汇报

在核心交易的全栈计算上，从基础设施层的服务器、网络存储、国产操作系统，国产数据库、交易的技术平台层，到上层的应用系统实现完全的自主可控。这一方面的全栈信创已经成为一个共识。

在基础层上，我们基本以华为、中科做合作，实现了服务器网络设备的信创验证，也推动了行业关键网络设备的适配。

在操作系统上，我们通过一些调优，全面适配了麒麟跟华为的欧拉这样的操作系统。

在数据库层面上，考虑到整个核心交易的特性，分为面向实时交易的内存数据库和面向管理的持久化的关系数据库。内存数据库以顶点自研的HyperDB飞驰内存数据库作为交易核心，订单类业务都在内存数据库上完成。HyperDB完全适配现有的信创环境，在性能、高可靠上都得到了验证。

公司团队一直与国内的主流数据库厂商，包括这些腾讯TDSQL、华为的GaussDB、TiDB以及GoldenDB 等技术团队保持实质性的合作。经过我们一些努力，整个数据库做了一些上百项改进，也夯实了我们在数据库的合作生态。

在平台层，LiveDTP是我们自研的分布式DCN交易平台，是用A5核心交易系统的技术底座，适配主流的国产信创基础设施，包括鲲鹏、海光等。我们在LiveDTP技术平台上屏蔽了架构的差异，让整个应用层（A5 交易、风控、接入等）实现了全栈的信创。

从信创的进程上来看，我们从2019年就进行了平台适配，先后完成了HTS快交系统、A5核心交易系统的适配，2020年也跟华为的鲲鹏信创获得了一个VIP奖。2021年A5信创节点首次在东吴证券上线运行，目前A5在信创上已经处于就绪的状态。在核心交易系统中，内存速度是一个关键，我们前后经历了5年的磨合，最终实现了全自研的内存数据库，在多核性能、自研算法、数据库高可靠以及数据运维能力上表现不俗，并且自带了信创属性。

在基础技术平台上，A5基于LiveDTP平台，从过去两年半的表现来看，也经历了2020年大行情考验，在架构性能、高可靠上都在实盘上得到了验证。对LiveDTP这种信创平台来说，交易系统关心的指标包括通讯性能和数据库处理能力。

通讯性能方面不管是基础的通讯模型，还是基于顶点自研的可靠通讯，各个信创平台千万级的性能，完全满足核心交易对于高并发、低时延的要求，平台之间的差距完全可以接受。

同时对HyperDB也做了性能的基准测试，在三大平台上差距不是很大。甚至在arm平台上HyperDB的查询能力反超了英特尔平台，也间接证明了arm平台在多核、整型计算上的优势。在自主创新上，我们也先后拿到了多个技术专利，涉及到内存数库、服务治理以及集群等。

正是由于HyperDB内存数据库跟LiveDTP平台支持，我们也在鲲鹏、海光这样混合的信创环境下做了多次性能压力测试，这是整个A5在混合平台上的性能压力。从结果来看，单个节点的综合性能远超现有的单体数据库系统，并且随着节点的扩展性能和容量线性提升，也间接反映了分布式架构的优势。

因为它是新一代的交易系统，大家肯定对高可用更加关注。A5的交易节点采用双活技术，内存采用事务同步技术，服务集群以及主从模式多种高可用手段。整个系统在RPO和RTO上都上升了一个层次。

A5核心交易系统基于内存数据库HyperDB以及分布式DCN平台LiveDTP来构建。A5主要分为三个域，包括面向客户的核心交易域，它以分布式内存数据库为基础，采用双活架构，为用户提供高可靠、低时延的交易体验。基础业务域为客户提供资金清算、认证、数据服务以及管理等基础业务服务。

技术的支撑域包括配置中心、队列服务、管控平台等，实现了子系统之间互联互通以及运维管理的需求。由于目前信创CPU架构的多样性，比如存在海光的x86架构和鲲鹏的arm两大架构，券商基于自主选择性的需要，可以选择混合信创多轨运行。

在新一代系统建设的过程中，我们建议首先在面向客户的核心交易域，这是一个具有典型性的关键场景，可以首先进行信创实践，逐步扩大到接入平台、基础业务服务域，到最终的基础支撑域。在整个信创的替代过程中，风险可控，自主性也更高。

3、当前阶段下，核心系统信创化的方向

新一代核心交易系统在技术架构上完成信创以后，经过了前期的客户验证，也逐步进入了信创建设的一个深水区。在深水区中，信创的推进上更多体现的不是技术实施，更多的是实施层面的推进。要首先提高面向客户的交易品种覆盖度，从普通股票、个股、期权逐步推进到两融、场外交易等核心交易场景。

另外，部分客户在信创平台上经过一段时间的试点运行后，这两年会很快的朝着全量客户信创的目标推进。在全量客户信创的实施过程中，客户的透明化迁移、风险可控是关键。

在此过程中，我们会碰到一些问题，主要是非信创与信创之间性能上重新的评估，因为这种替代很可能不是一对一的替换模式，它需要做一些微调。

但是只要新一代交易系统在业务架构以及技术架构上设计合理，在信创政策推动下，交易节点全量的信创升级风险基本可控。结果来看，全业务全量客户的信创具有里程碑意义。

交易信创的推进另一方面是业务广度的扩张。目前大部分的一个信创案例集中在交易节点上，在信创的深水区下，围绕着交易节点的清算、资金管理等方面，基础业务的信创过程本质上也还是一个去“O”的过程。

这个过程中，我们可以看到国产信创数据库如何在性能、高可靠上实现对原有商业数据库的替代。采用业务设计的分布式方案和基于分布式数据库方案各有优缺点，需要根据业务的特点有针对性地进行设计。顶点A5根据业务的类型、数据分布、业务访问的频度等特点采用了不同的方案。

另外一方面，业务子系统的信创挑战主要在于与其他核心机构，比如跟银行在对接上的适配做技术的探讨。完成全部的信创改造后，就可以实现面向交易数据的全天候闭环的全信创目标。顶点A5在2020年上线时，就已经完成了全闭环的信创技术要求。在这个基础上，我们也持续与国内多家有代表性的信创数据厂商合作，持续扩大交易信创基础的原生态。

账户运营也是一个核心系统重要的一环。我们这两年也跟行业内多个合作伙伴，不管是同构的交易系统，还是异构交易系统，不断地推进账户运营系统的信创升级。账户运营系统是一个中台服务的系统，信创数据库的选型是关键，通过这次的信创改造实现了存储过程的业务逻辑前移，同时降低了特定数据库的耦合度。

基于这样的思想，我们采用达梦、高斯等国产数据库，以顶点自研的微服务平台LiveAMS为基础，整合宝兰德等国内主流的中间件厂商，实现了账户运营系统后端的线程化。在前端，我们以统信为基础，整合了国内的硬件厂商的信创替代国产化。技术层面不仅实现了信创的替代，也是一次技术架构的升级，让系统敏捷性大幅提升。

账户运营系统信创过程也是一次难得的业务层全面梳理的机会，包括构建公司级的账户体系，打通经纪、非经纪互联网账户渠道，以及整合客户信息，形成统一的账户视图。另外，我们也增强了跟其他系统的协同性，特别是跟移动端应用的整合，比如跟企业微信进行整合，在流程审批、业务综合办理上更加便利。

在互联互通上，账户运营除了与传统的交易系统数据中心做互通，我们还通过LiveAMS基础平台的高可靠队列服务，实现多系统自动、数据的高速同步。希望在信创的过程中，不仅仅是在技术层面，在业务层面也可以给用户带来更好业务体验，让信创不仅仅是替代，更是升级。

前面我们关注的是软件层面的信创建设。在硬件层面，以新一代核心交易系统建设为契机，实现基础设施层的信创化。在网络设备上，基于券商的总体规划，采用分区域部署，并且针对行业网络的特点，构建跨区域的网络，持续推进国产网络设备的普及。

在国产服务器上，新一代已经全面适配了鲲鹏、海光等主流平台，性能方面国产服务器已经完全满足了行业的需求。可以在已有信创节点的基础上持续推进，国产服务器在核心应用领域的覆盖度会大幅提高。

在终端的硬件上，PC已经就绪。国产外设整合部分得益于其他行业信创前期的开拓，这两年的进度也非常快，目前已经陆续就位。

在整个信创的过程中，我们发现了目前硬件平台在关键参数信息透明化的一个问题，缺乏通用、跨行业的硬件信息参数共享，造成了各个行业对硬件的重复评测，资源浪费的现象。不过我相信随着信创的深入，市场历练也会逐步改变这样的问题。

根据我们目前在信创过程中的经验，混合CPU架构下的信创也带来一些挑战。由于用户同时选择多种CPU架构，原来的软件系统大部分仅仅考虑到超系统维度，现在多了一个CPU指令集的维度。当然可以在业务层面上通过技术下沉屏蔽平台之间的差异，但是基于CPU架构的软件发布，带来软件包管理复杂度的提升。就券商角度而言，按传统方法，同样的业务升级，相关的测试、运维成本会大幅提升。

为了应对这种情况，我们引进了自动化测试平台ATP来降低测试成本，通过丰富的案例与客户分享，降低券商在测试案例重复编写中的工作。并且通过LiveCD这样一个持续发布的平台，将软件包升级到对应的服务器上。为了混合信创的长期可控，让混合信创变得更加简单，对应的自动化测试平台、持续发布平台缺一不可。

4、核心系统信创总结

证券系统信创首先是一个基础平台的信创。顶点针对交易技术平台LiveDTP、业务架构平台LiveBOS、数据技术平台LiveData进行适配。总体原则是让平台信创先行，带动应用全面信创。

在信创产品的推动上，我们选择了最困难、最核心的领域进行突破，符合目前政策的相关指引方向。我们已经在核心交易、账户运营、清算资金等最核心的领域进行了突破，通过关键产品带动全域、全系列产品的技术信创，同时也给用户带来信心，解决行业的困难。

就开发商来讲，在基础技术平台信创前提下，带动了核心交易、账户运营、财富管理以及大数据服务、投研产品线的信创，我们从证券行业开始实现了基金、信托以及期货行业的全域信创。

相比两年前，在金融领域信创已经走出了楼阁，已经处于核心交易系统信创的深水区。信创的生态不管是基础硬件还是基础软件上，都已经立趋完整。信创建设本身需要过程，核心交易系统信创宜早不宜迟。

顶点作为新一代核心交易系统的引领者，A5已稳定运行了两年半的时间。A5以IOE为切入点，基于分布式计算架构，采用内存数据库构建了低时延的新一代核心交易系统。通过多活技术构建了高可用的交易，轻量级的交易节点让容量性能得到线性的扩展。

同时，A5的多态化交易满足了零售、机构等客户差异化服务。我们的场景化运维、在线数据分析让整个系统的可运维能力、可观测能力得到了大幅的提升。

目前A5系统配合顶点的账户运营，已经在全闭环的核心交易系统信创上做了实现。在过去的一年，我们也完成了行业多家合作伙伴新一代核心交易系统A5的落地。我们也将持续努力扩大整个信创生态，与行业伙伴共同度过证券IT信创建设的深水区

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