38、云原生银行构建：策略、架构与实践

云原生银行构建：策略、架构与实践

在当今科技驱动的市场环境中，构建云原生平台成为众多企业追求的目标。以一家移动银行的构建为例，我们来探讨其中涉及的关键策略、架构模式以及实践原则。

关键策略与模式

1. 高管承诺（Executive Commitment）
   大型项目如云原生转型需要强大的高管承诺，以确保资源的充足分配和合理的交付时间框架。高管的支持和决策对于项目的顺利推进至关重要。
2. 动态策略（Dynamic Strategy）
   如今的市场环境不断变化，无论处于何种行业，都需要制定能够随之调整的动态策略。在架构设计中，明确的价值层次有助于做出具体决策。例如，安全优先于弹性，弹性优先于规模；速度优先于经济性。这种价值层次的设定为决策提供了清晰的指导。
3. 价值层次（Value Hierarchy）
   当组织的价值观明确并排序后，日常决策可以在无需寻求同意或批准的情况下进行。在软件架构方面，单体架构和微服务架构各有优劣。单体架构在项目初期启动速度快，但随着时间推移会变慢，且容易出现问题；微服务架构初期复杂，但后期效率更高。为了兼顾两者的优势，可以采用类似微服务或迷你服务的架构，但在很多方面采用单体架构的行为方式，例如同时发布多个微服务。
4. 核心团队（Core Team）
   可以用一个由五到八名工程师组成的小团队来构建云原生平台。核心团队专注于探索最佳转型路径并实施，这有助于降低转型风险，同时团队积累的经验也有助于后续其他团队的融入。
5. 微服务架构（Microservices Architecture）
   为了降低大型单体应用开发中团队间的协调成本，可以将软件构建为一组模块化服务，这些服务可以独立构建、部署和运营。在架构设计时，要考虑到随着公司规模的扩大和组织架构的变化，能够方便地实现服务的独立管理。
6. 远程团队（Remote Teams）
   如果团队需要分布在不同地点，应建立定期的面对面交流活动和强大的沟通渠道，以确保团队之间的紧密协作。

技术栈与架构实现

构建云原生平台时，技术栈的选择固然重要，但更关键的是架构设计。以下是具体的技术实现：
- 服务构建 ：使用 Java 服务并打包在 Docker 镜像中。
- 部署环境 ：将 Docker 镜像 1:1 部署到运行 CoreOS 的 EC2 实例上，并使用 sidecars 进行日志传输和指标发布。
- 云服务使用 ：采用了 GitHub、Quay.io、Artifactory 和 Slack 等云服务。
- CI/CD 工具 ：先后使用 Circle 和 TeamCity 进行持续集成和持续部署。
- 基础设施代码 ：使用 AWS CloudFormation 编写基础设施代码，滚动部署工具则是自主开发的。

移动应用构建

作为一家仅提供移动应用服务的银行，移动应用是与客户的唯一接口，因此至关重要。选择为 iPhone 和 Android 分别开发独立应用，不共享代码，原因如下：
- 需要深入访问硬件的原生功能。
- 认为专注于特定平台的开发者能够更好地开发出高质量的应用。

云原生优化原则

为了实现云原生优化，遵循了以下五个原则：
1. 无 IT 部门模式
传统银行的软件开发模式存在业务与 IT 分离的问题，效率低下。该银行将自己视为拥有银行牌照的科技公司，而不是需要开展技术业务的银行。通过组建跨职能团队，将业务人员和技术人员融合在一起，减少了业务与 IT 之间的距离，提高了决策效率。
2. 你构建，你运行（You Build It, You Run It）
这是 DevOps 的核心原则，工程师需要对自己构建的系统负责，包括设计、开发、运行、支持、修复、优化等各个方面。这种高度的问责制提高了代码质量和系统的可维护性。
3. 持续交付（Continuous Delivery）
持续交付是构建银行系统的重要原则之一。虽然交付速度不如亚马逊，但每天仍会对整个后端进行一到五次的发布和部署，同时每天也会进行至少相同数量的基础设施变更。移动应用则每一到两周发布一次。如果一天没有发布，会被视为一个危险信号，因为这意味着没有练习关键业务功能，增加了下一次发布的风险，也是一个失去获取生产环境洞察的机会，还可能暗示某个环节出现了问题。
4. 降低风险的部署策略（Risk-reducing Deployment Strategies）
在工程 Slack 频道进行变更发布时，会举行“承担责任仪式”。尽管从理论上讲，测试通过且获得批准后就可以发布，但这个仪式强调了责任和承诺。通过这种方式，让团队成员明确自己对发布内容的责任。
5. 自动化测试（Automated Testing）
将测试责任从人工转移到自动化测试框架，这样开发者可以更快地交付代码，并将更多时间用于改进功能以满足客户需求。

总结

构建云原生银行需要综合考虑多方面的因素，包括策略制定、架构设计、团队组建、技术栈选择以及实践原则的遵循。通过采用上述策略和模式，可以有效地降低风险、提高效率，实现云原生平台的成功构建。

以下是一个简单的流程图，展示了云原生银行构建的主要流程：

graph LR
    A[高管承诺与动态策略制定] --> B[核心团队组建]
    B --> C[架构设计与价值层次确定]
    C --> D[技术栈选择与实现]
    D --> E[移动应用构建]
    E --> F[遵循云原生优化原则]
    F --> G[持续交付与迭代]

同时，为了更清晰地对比单体架构和微服务架构的特点，我们列出以下表格：
| 架构类型 | 初期速度 | 后期效率 | 复杂度 | 风险 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 单体架构 | 快 | 慢 | 低 | 高 |
| 微服务架构 | 慢 | 快 | 高 | 低 |

通过这些策略、架构和实践原则的应用，可以在云原生环境中构建出高效、灵活且具有弹性的银行系统。

云原生银行构建：策略、架构与实践

各原则的深入分析与影响

1. 无 IT 部门模式的优势与挑战
   • 优势 ：打破了业务与 IT 之间的隔阂，使得决策更加迅速。例如，当支付运营人员遇到问题时，工程师可以立即响应并解决，无需经过繁琐的流程。这种模式下，团队以产品为中心，避免了传统项目制带来的短期性问题，确保了系统的长期稳定性和可维护性。
   • 挑战 ：对团队成员的综合素质要求较高，需要既懂业务又懂技术。同时，如何在跨职能团队中进行有效的沟通和协作，也是需要解决的问题。
2. “你构建，你运行”原则的意义
   • 提高责任感 ：工程师对系统的全生命周期负责，这使得他们在开发过程中更加注重代码质量和系统的可维护性。例如，他们会主动考虑系统的监控、日志记录等方面，以确保在出现问题时能够快速响应。
   • 增强团队能力 ：通过参与系统的各个环节，工程师能够更全面地了解系统，从而提升自己的技术能力和解决问题的能力。
3. 持续交付的重要性及影响因素
   • 重要性 ：持续交付确保了代码始终处于可发布状态，能够及时将新功能推向市场，获取客户反馈。同时，通过频繁的小版本发布，可以降低发布风险，提高系统的稳定性。
   • 影响因素 ：包括团队的技术能力、自动化工具的完善程度以及基础设施的稳定性等。例如，如果自动化测试框架不完善，可能会导致发布过程中出现问题，影响持续交付的效率。
4. 降低风险的部署策略的作用
   • 明确责任 ：“承担责任仪式”让团队成员明确自己在发布过程中的责任，增强了团队的凝聚力和责任感。
   • 减少风险 ：通过这种仪式，可以在发布前再次确认所有环节是否准备就绪，减少了发布过程中出现问题的可能性。
5. 自动化测试的效果
   • 提高效率 ：将测试工作自动化，大大缩短了测试周期，使得开发者能够更快地得到反馈，提高了开发效率。
   • 保证质量 ：自动化测试可以覆盖更多的测试用例，减少了人为因素的干扰，保证了测试结果的准确性和可靠性。

实践中的经验与教训

1. 团队规模与架构的适配
   • 在创业初期，团队规模较小，采用类似单体架构的方式可以快速推进项目。但随着团队的壮大，需要逐渐向微服务架构过渡。例如，该银行最初只有两名工程师，采用了较为简单的架构；当团队发展到 60 - 70 名开发者时，开始考虑更适合的微服务架构。
   • 过早引入微服务架构可能会增加团队的负担，而过晚转型则可能会导致系统的扩展性和维护性出现问题。
2. 云原生转型的认知误区
   • 很多公司将云原生转型视为 Agile 实践的简单延伸，只关注技术层面的改变，而忽略了组织层面的变革。该银行通过观察传统银行的失败案例，避免了这种误区，将云原生转型作为一个全面的组织变革来对待。
   • 云原生代表了一种全新的软件开发和交付范式，需要从流程、文化等多个方面进行改变。

云原生银行构建的未来展望

随着技术的不断发展，云原生银行构建将面临更多的机遇和挑战。未来可能会出现以下趋势：
1. 更加智能化 ：利用人工智能和机器学习技术，实现系统的自动化运维和智能决策。例如，通过对日志和指标的分析，自动预测系统可能出现的问题，并提前进行处理。
2. 更加安全 ：随着金融行业对安全的要求越来越高，云原生银行需要采用更加先进的安全技术，如零信任架构、加密技术等，保障客户数据的安全。
3. 更加开放 ：与其他金融机构和科技公司进行合作，实现数据共享和业务协同，为客户提供更加丰富的金融服务。

总结与建议

云原生银行构建是一个复杂的过程，需要综合考虑多个方面的因素。以下是一些总结和建议：
1. 明确策略和架构 ：在项目开始前，制定清晰的策略和架构，根据团队规模和业务需求选择合适的架构模式。
2. 注重团队建设 ：培养跨职能团队，提高团队成员的综合素质和协作能力。
3. 坚持云原生原则 ：遵循无 IT 部门模式、“你构建，你运行”、持续交付等原则，确保系统的高效运行和持续改进。
4. 不断学习和创新 ：关注技术发展趋势，不断引入新的技术和理念，提升银行的竞争力。

以下是云原生银行构建过程中各阶段的关键任务列表：
| 阶段 | 关键任务 |
| ---- | ---- |
| 策略制定 | 高管承诺、动态策略制定、价值层次确定 |
| 团队组建 | 核心团队组建、跨职能团队建设 |
| 架构设计 | 选择架构模式、设计可扩展的架构 |
| 技术实现 | 选择技术栈、搭建基础设施、实现 CI/CD |
| 应用开发 | 移动应用开发、遵循云原生优化原则 |
| 持续交付 | 频繁发布、降低风险、获取反馈 |

下面是一个 mermaid 格式的流程图，展示了云原生银行构建过程中的持续改进循环：

graph LR
    A[需求分析] --> B[开发与测试]
    B --> C[部署与发布]
    C --> D[监控与反馈]
    D --> E[问题分析与优化]
    E --> A

通过以上的分析和总结，我们可以看到云原生银行构建是一个充满挑战但又充满机遇的领域。只要我们能够正确地应用策略、架构和实践原则，不断学习和创新，就能够构建出高效、灵活且具有竞争力的云原生银行系统。