浅谈银行卡清算系统的多机设计与实践

赵伟

摘 要 随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，基于银行卡为账户基础的各类电子化支付以其便捷、高效的特点渗透到人们生活的各个方面，交易规模随之呈爆发式增长，银联作为银行卡组织，是整个支付交易环节中的枢纽，承担着支付交易的联机处理及清分清算的重要职责，庞大的交易数据对银行卡组织的系统的处理能力提出了更高的要求，银联基于自身交易清算系统的现状，结合新时期社会经济金融发展对支付系统的新需求，建设可更加高效、安全、统一的新一代支付清算系统，以解决原清算系统中存在的兼容性不强、可扩展性不高、高可用性不足的问题，为银行卡交易市场的各参与方提供更高质量的服务。本文的研究目的及意义在于以国内重要的银行卡组织——中国银联在银行卡清算系统领域的多机架构实践作为参照，展开研究如何基于现有系统框架及资源情况下，分阶段建立一套高可用、可弹性伸缩、可扩展的清算系统架构方案，为行业内其他支付机构系统建设提供参考。

关键词 支付系统;清算系统;银行卡

1研究背景

随着金融支付领域所采用的IT技术的不断革新，新时期下国内各类重要金融支付机构，针对支付清算系统的技术路线提出了新要求，在目前传统的系统架构下应大力开展分布式架构，持续开展多机、多活的应用架构优化工作。同时各金融机构响应人民银行对云计算、国产化的工作指示，加快推进和深化应用系统的云化部署。基于以上背景，银联以自身银行卡清算系统当前生产架构、资源情况出发，为降低改造风险、提高生产设备使用率，计划分两阶段完成支付清算系统基于云计算平台的多机、多活架构建设，如下：

阶段一：先建架构。基于现有小型机资源，完成清算系统的多机架构建设。

阶段二：再云迁移。基于阶段建设的清算系统多机架构，完成应用及数据库节点的云迁移工作。

1.1 支付清算环境

目前，我国建成的支付系统主要围绕着小额支付系统、人民银行，基于银行业金融机构行内业务系统，由证券结算系统、银行卡支付系统、境内外币支付系统、票据支付系统作为重要成分，将互联网支付服务组织与行业清算组织业务系统作为补充的支付清算体系，各支付清算系统间有机连接、功能互补，大大提高了支付清算效率，社会资金周转，为社会经济发展创造了推动作用[1]。

1.2 清算多机背景

清算多机一期的應用架构下已能够充分利用机器资源（CPU，内存等），提高交易批量处理的效率，主要负责交易清分的STL_Bat，STL_Fix，NSM_IncLogoPay模块已经实现多机部署。这些模块的共同特点是清分的结果是直接写入数据库表。 实现了清算清分模块的多机，减少相应的模块对于单一主机资源的消耗。进而提高清分效率，但是一期暂未实现文件多机生成。

清算多机二期针对多机一期存在的问题，清算多机二期主要实现文件多机处理及云平台的迁移。文件多机部署的一个关键就是必须保证文件生成的完整性。为保证清算文件的完整性，同时提高文件生成的效率，必须从文件生成的策略及调度方面进行考虑，就是清算多机二期要解决问题。同时实现从AIX小型机主机迁移至云平台主机工作。清算多机二期真正实现了清算交易清分处理和文件生成步骤均实现多机处理[2]。

2清算多机整体方案设计

清算多机方案设计如图1所示。

2.1 清算多机架构特性

新清算多机架构下系统的兼容性、高可用和扩展能力都有明显提升，新老清算系统架构特性对比总结如表1所示。

2.2 清算多机——机构与主机归属参数

清算文件作为清算过程的重要输出物，对于成员机构具有重要的意义，文件的处理和下发有很强的时效性要求，故要在有限的时间内完成大批量交易数据的清分及文件生成就要做到多主机并发处理[3]。清算多机架构下通过机构主机归属参数信息的配置，实现机构的文件指定在某主机进行生成及合并操作的对应关系设置，主机与各从机通过系统控制参数确保文件生成写入的NFS目录存在且一致，机构主机归属参数配置表的设计如表2所示。

2.3 清算多机——文件生成与合并

清算系统数据库中的清算明细和费用表设计成多个分块，并将待清分的数据源打上分块标识，由清算主机和从机并行实施清分，并将清分完的数据分别写入不同的分块对应的费用和明细表中，供后续清算结果的汇总处理，清算主机、从机根据机构主机归属参数配置，进行文件初始化，文件初始化采用强制多机的方式，每台主机上只初始化创建属于本机的机构代码的文件，文件合并过程中每个应用节点需要遍历所有存量的文件，负责合并本生成该台主机所对应的机构文件，并行的向NFS文件目录写入，使得文件生成的过程高效完成。如图2所示。

3清算多机调度参数配置

3.1 清算多机——模块进程配置

清算多节点间的功能调度主要通过配置文件来实现管理，配置文件采用xml格式，体现了灵活、模块化的设计特点。系统设计可通过主机节点、模块、进程的参数化配置，实现针对各主机节点的系统资源与进程数量匹配的灵活控制，下面以2个主机节点3001、3002进行配置举例：

3.2 清算多机——场次流程配置

银行卡支付清算系统的特点是交易总量大且交易类型多，不同类型交易的清算过程虽总体相似但又有细微差别，在清算多机系统设计中，充分考虑了灵活性，将各种清分处理过程独立设计成不同模块，这样就可以不同模块步骤的组合快速实现某一类交易的批量清算场次流程配置，以降低开发资源消耗，具体举例如下：

4结束语

近些年来各个金融行业的系统也在不断进行升级换代，涌现了许多新兴电子支付解决方案，而且支付服务整个环节中的各类角色也在朝着多元化方向发展，这些变化为支付行业带来了新的活力与服务。银联作为银行卡支付交易环节中的核心枢纽，通过对支付清算系统的架构不断优化，有效地满足了当前支付市场交易规模下的清算需求，为各金融支付机构的系统建设与架构优化提供了有价值的参考[4-5]。只有根据实际的市场需求结合自身现状，通过对系统的不断升级优化，才能更好地支撑业务的不断发展，为支付行业这一重要民生领域的各类用户提供更加全面、更加高效的服务。

参考文献

[1] 王维.中國人民银行支付清算系统全国处理中心机房项目智能化系统设计介绍[J].智能建筑电气技术，2018，7（1）：104-107.

[2] 邵冠军.支持全球主要货币清算系统的设计和实现[D].吉林大学，2018.

[3] 倪燕丽.基于中间件的电子银行清算系统的研究与设计[D].电子科技大学，2016.

[4] 刘平，丁昌荣.与同城清算网络系统融合的银行账户管理系统设计[J].华南金融电脑，2019（3）：37-40.

[5] Sidney W. Hess. Design and Implementation of a New Check Clearing System for the Philadelphia Federal Reserve District[J]. Interfaces，2017，5（2）.