银行计算机系统硬件技术

顾浩胡乃静董建寅等编著第2章银行计算机系统硬件技术2019/8/132序•银行计算机系统•硬件系统——通用计算机硬件、网络设备及银行专用计算机设备。•计算机应用系统——如储蓄业务系统、会计业务系统、信用卡业务系统、国际结算系统、ATM前置系统、POS前置系统、电子邮件系统等。计算机硬件系统计算机应用系统—银行各种业务系统2019/8/133主要内容•2.1硬件特点•2.2硬件设备•2.3综合布线系统2019/8/1342.1硬件特点•在电子银行时代,银行计算机系统是银行赖以生存的基础,银行已成为当今全球计算机技术、信息技术、网络技术应用最广泛、最深入的行业之一。但因银行业务的特殊需求,银行计算机系统的硬件系统及技术有着其自身的特点和要求。•及时性:快速、及时和准确。为此采用先进的硬件和技术。•高可用性和可靠性:确保数据不丢失并能实现灾难恢复。•高安全性:包括主机系统安全、网络安全、信息安全、应用安全等,尤其是网络安全。银行系统采取的安全技术主要有防火墙技术、加密型网络安全技术、漏洞扫描技术和入侵检测技术。•开放性:符合最新国际标准的软、硬件开发技术和开放的结构、开放的系统组件及用户接口。•接入点多样性:支持银行各种业务应用的接入。•扩展性和灵活性:主机系统应易于扩展和升级。2019/8/135及时性•现代银行的发展趋势之一就是快，现代计算机技术、通讯技术和网络技术提供的高精度、高速度、高容量的技术支撑就能够做到这一点：–可以采用速度快、功能强的硬件和先进的技术来提升主机的数据处理能力和I/O吞吐量，例如在服务器中就广泛采用了多处理器技术、SMP技术、集群技术、NUMA技术、SCSI接口技术、智能I/O技术等等；–通过建立银行自己的专用网络，并采用多种成熟的网络技术和网络设备,包括FDDI(FiberDistributedDataInterface)、DDN(DigitalDataNetwork)、X.25、帧中继FR(FrameofRelay)、ATM(AsynchronousTransferMode)、Ethernet、TokenRing等来提高链路速度、带宽和响应延时。2019/8/136•光纤分布数据接口（FDDI，FiberDistributedDataInterface）标准是在20世纪80年代中期开发的。•X.25协议是CCITT提出的一个有关分组交换网的数据终端设备（DTE）与数据电路端接设备（DCE）之间的接口协议•帧中继FR(FrameofRelay)服务器工作站FDDI双环桌面计算机桌面计算机桌面计算机桌面计算机LAN1LAN2FrameRelay路由器或FRAD路由器或FRAD（帧中继访问设备）2019/8/137ATM交换机ATM交换机ATM交换机ATM交换机源节点工作站音频视频工作站目标节点工作站笔记本IBM兼容机打印机服务器苹果计算机IBM兼容机打印机服务器中继器(Repeat)以太网以太网中继器(Repeat)异步传送方式ATM环型网以太网2019/8/138高可用性和可靠性•确保用户数据、帐户数据以及银行自身的一些数据不会丢失，并且能够实现灾难恢复–磁带库备份–共享磁盘技术–网络化存储技术•确保各种信息能准确无误的到达目的地–中心节点间通过高速链路网状互连–骨干节点设备需要支持关键部件的冗余备份、热插拔、在线故障排除等可靠设计特性，–互连线路/链路的备份–路由支持备份及自动切换2019/8/139高安全性•安全是一个系统工程，包括主机系统的安全、网络安全、信息安全、应用安全等，网络安全是整个系统安全的重要保证。•网络设备应该能够提供全面的网络级安全特性，包括线路安全、用户验证、授权、信息隐藏、数据加密、数据压缩、智能访问控制、攻击探测和防范、安全策略中心等安全机制。•银行系统所采取的安全技术主要有防火墙技术、加密型网络安全技术、漏洞扫描技术和入侵检测技术。2019/8/1310开放性•应吸取以往的教训，采用符合当前最新国际标准的软硬件标准、开发的技术、开放的结构、开放的系统组件及用户接口。–硬件平台要适应各种设备的顺利接入，包括第三方的网卡、硬件、数据备份设施、高速打印机等。–网络设备要支持各种通信手段，如PSTN、DDN、X.25、ISDN及自组网等。2019/8/1311接入点多样性•网点网络设备需要具有综合的接入能力，包括终端、ATM取款机、营业点智能设备、VoIP(VoiceoverIP，基于网际协议的语音传输)、POS以及无线接入等。•每种银行业务接入都需要有相应的技术支持，如流动银行,即所谓的“汽车银行”，就是利用无线通讯技术和车载PC技术将银行主机与车载PC连接起来,在流动的汽车上通过无线网络与银行综合业务网络系统相连,办理银行固定网点可办理的所有业务,为客户提供可流动式的各类银行金融服务。2019/8/1312扩展性和灵活性•银行计算机主机系统要求易于扩展，具备灵活的升级空间–系统支持后来更好的计算机技术，可以在单机上进行计算性能的升级;–系统支持集群计算技术，可以方便、灵活的进行系统性能的横向扩展，实现多台服务器的集群;–存储系统应该采用先进的技术和产品，符合目前主流的标准、开放的体系，并且要有海量升级空间，能够满足当时和以后一定时间内的业务需求。2019/8/13132.2硬件设备•服务器•组网设备•互联设备•磁带库•自动柜员机（ATM—AutomatedTellerMachine）•销售点终端机（PointOfSales）2019/8/1314硬件设备(工作在DL层)(工作在N层)2019/8/1315服务器•服务器(server)是计算机的一种,它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务;•在数据大集中的情况下，银行计算机系统对服务器的性能提出了更高的要求，主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。2019/8/13161.服务器分类•按照体系架构来划分–服务器主要分为RISC（精简指令集）架构服务器RISC架构服务器，使用RISC芯片并且主要采用UNIX操作系统的服务器–IA架构服务器IA架构服务器,又称CISC(复杂指令集)架构服务器,通常采用英特尔处理器,并且大多使用Windows或Linux操作系统。•按结构划分：•塔式、机架式、刀片式和机柜式四种。2019/8/1317服务器机架式:机架式服务器的外形(多为扁平抽屉式)外形不像计算机,而像交换机,有1U(1U=1.75英寸),2U,4U等规格.机架式服务器安装在标准的19英寸(宽度)机柜里,高度为1-7U,这种结构的多为功能型服务器。刀片服务器:是一种高可用高密度的低成本服务器平台,是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的。其中每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统,如WindowsNT/2000、Linux、Solaris等等,类似于一个个独立的服务器。在这种模式下,每一个主板运行自己的系统,服务于指定的不同用户群,相互之间没有关联。不过可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。DellPowerEdge18552019/8/1318服务器•塔式服务器也叫台式服务器,是最常见的一种服务器结构类型,因为它的外形以及结构都与立式PC差不多,当然，因服务器主板扩展性较强,插槽也多,故个头比普通主板大些,且塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的扩展。•因塔式服务器的机箱较大,配置也可很高,冗余扩展余地较大,•故其应用范围很广,是目前使用率最高的一种服务器.平时常说•的通用服务器一般都是塔式服务器,它可以集多种常见的服务•应用于一身,不管是速度应用还是存储应用都可用塔式服务器•来解决.•机柜式服务器:就是将以前水平•放置的各种系统部件,如显示器,•主机,键盘,交换器等都放进一个•机柜,以节省空间,便于管理。•当然,实际上要复杂得多。2019/8/13192.主要的服务器技术•集群(Cluster)技术•SMP(SymmetricMulti-Processing)技术•NUMA(Non-UniformMemoryAccess)分布式内存存取•ISC(IntelServerControl)Intel服务器控制•RAID(RedundantArrayofIndependentDisks)廉价冗余磁盘阵列•I2C(Inter-IntegratedCircuit)总线•智能输入/输出(IntelligentI2O)技术•热插拔(HotSwap)2019/8/1320集群(Cluster)技术•它是将一组相互独立的计算机通过高速的通信网络而组成的一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。•一个服务器集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器•在集群系统中运行的服务器并不一定是高档产品，但服务器的集群却可以提供相当高性能的不停机服务。•集群系统通过功能整合和故障过渡技术实现系统的高可用性和高可靠性，集群技术还能够提供相对低廉的总体拥有成本和强大灵活的系统扩充能力。超级计算机曙光4000A的雄姿2019/8/1321SMP(SymmetricMulti-Processing)技术•对称多处理,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU)。各CPU之间共享内存子系统以及总线结构;•系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上,从而极大地提高了整个系统的数据处理能力;•PC服务器中最常见的对称多处理系统通常采用2路、4路、6路或8路处理器。目前UNIX服务器可支持最多64个CPU的系统如Sun公司的产品Enterprise10000。•SMP系统中最关键的技术是如何更好地解决多个处理器的相互通讯和协调问题。2019/8/1322NUMA技术•Non-UniformMemoryAccess分布式内存存取•它的思路是将SMP和群集的优势结合起来。它是由若干通过过高速专用网络连接起来的独立节点所构成的系统，各个节点可以是单个的CPU或是一个SMP系统。每一Intel处理器都将拥有其自己的局部内存,并能够形成与其它芯片中的内存静态或动态的连接。•NUMA服务器可容纳64或64个以上的处理器。•NUMA体系结构的机器从内部看,整体上是分布内存式的，但是由于它的传输通道速度非常高,所以用户用起来就像是共享内存式的机器一样。•最初的NUMA技术是建立在采用专用的IRIX操作系统和MIPS处理器之上的。2019/8/1323IRIX与MIPS1.IRIX:是UNIX的一个变种,由著名的SGI公司研制,硬件平台是MIPS工作站和服务器.2.MIPS处理器•MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。1984年,MIPS计算机公司成立。1992年,SGI收购了MIPS计算机公司。1998年,MIPS脱离SGI,成为MIPS技术公司。MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初,1986年推出R2000处理器,1988年推R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000（1994年）,R10000（1996年）和R12000（1997年）等型号。随后,MIPS公司的战略发生变化,把重点放在嵌入式系统。1999年,MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准,为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来MIPS指令集,并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核（core）MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS645Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS324Kc的版本以及64位MIPS6420Kc处理器内核。2019/8/1324ISC技术•ISC(IntelServerControl)Intel服务