小型机下移x86开放平台最佳实践

近年来，随着技术进步，x86服务器性能日渐提升，同时供货周期短、价格低，有利于银行提高运营效率，降低维护成本。因此，各大银行纷纷尝试将关键系统部署环境从小型机下移到x86开放平台，从而建立以x86开放平台为基础的自主可控运营体系。

在这个技术潮流引导下，中信银行与时俱进，最终形成了一套成熟的小型机下移中信方案。在下移实施中，中信银行在方案和技术上进行了创新和突破，没有发生过一起因小型机下移导致的生产事件。

一、从小型机下移到x86开放平台标准流程

中信银行在从小型机下移到x86开放平台的实践中充满各种挑战，其中从组织层面，需要科技运营中心和软件开发中心两个部门紧密协作。因此，需要格式化、模板化的标准流程，按照标准流程制定小型机下移x86开放平台的目标和计划。只有这样，才能降低跨部门沟通成本，从根本上控制风险和提高下移工作效率。

1.制定下移目标。

将目标系统所用小型机下移到x86开放平台，并实现基础软件版本升级，这是总体目标。围绕这个目标，还要综合考虑以下方面。

x86服务器资源目标：选择哪种资源配置可以代替小型机。

操作系统相关目标：由AIX替换为红帽Linux系统，红帽Linux系统采用什么版本。

数据库相关目标：所用数据库服务器由小型机替换为x86服务器，IBM DB2数据库采用什么版本。

中间件相关目标：IBM Websphere Application Server（简称WAS）采用什么版本，Oracle JDK采用什么版本，IBM MQ采用什么版本。

应用相关目标：根据应用对软件版本兼容性的限制要求，应用应如何部署。

存量数据迁移相关目标：将数据库中的数据平滑迁移至新服务器中，还是无需迁移。

2.制定下移计划。

明确了下移目标，接下来就是针对目标制定下移计划。制定系统下移计划时，按照以下内容进行。

首先，对目标系统进行技术分析，包括系统的架构，对周边系统的影响，确认服务器资源转换方案、基础软件版本升级方案等。

随后，制定测试方案并开展测试工作，组织相关人员对测试后的测试报告进行评估，决定是否要真正实施下移。

再次，开始真正的下移实施。基于服务器资源转换方案搭建硬件环境，基于基础软件版本升级分析结论，安装相关软件；完成旧应用迁移和部署；完成存量数据从旧环境到新环境的迁移与数据校验；在时间窗口内，完成新系统割接上线；割接后进入试运行阶段，在该阶段如有阻断性问题则进行回退，如果一切正常则认为下移成功。

最后，完成下移总结。总结下移的各个阶段，有哪些做得好的，有哪些值得改进等。

二、从技术分析开始

在小型机下移标准流程中，对目标系统进行技术分析是初始步骤，需要深入分析系统架构、服务器资源转换等内容。

1.系统架构分析。

系统架构分析包括逻辑架构分析和物理架构分析。

逻辑架构分析。分析该系统属于哪类业务系统、与外联系统的关系、各子系统关系；从逻辑关系判断下移及升级工作对相关子系统或业务的影响。

物理架构分析。分析目标系统的物理拓扑图，明确目标系统所用服务器、存储和网络情况，明确基础软件（包括应用、应用服务器、数据库）的部署情况等。

2.服务器资源转换分析。

基于目标系统所用小型机配置现状，选定x86服务器的配置方案，这就需要确定从小型机到x86服务器的配置映射方案。

首先，中信银行对小型机和x86服务器进行了性能对比测试。在测试中选择了1台总计24内核（2C 12核）的IBMS824小型机对比1台总计88内核（4路 22核）的x86服务器，同时运行IBM DB2 V10.5数据库，通过HammerDB工具测试对比TPC-C测评值NOPM（New Order Per Minute）。对比显示，x86服务器88内核和IBMS824小型机24内核的处理能力相当，这说明根据相应的配置映射关系，x86服务器可以代替小型机。

基于上述对比测试结果，再结合中信银行相关部署规范，中信银行制定了下述资源映射原则。

（1）x86服务器与小型机CPU映射原则：x86服务器4内核相当于小型机1内核。例如1台24内核的小型机可以用1台88内核的x86服务器进行同等替换。

（2）内存映射原则：容量相等配置。

（3）硬盘映射原则：容量相等配置，但建议x86服务器优先选择固态硬盘（SSD）。

（4）网络映射原则：带宽相等配置。

（5）服务器映射原则：应用、应用服务器采用虚拟机；数据库服务器采用x86服务器。

3.基础软件版本升级分析。对目标系统涉及的数据库、中间件等基础软件版本也要进行分析评估，确保满足软件版本管理要求，原则上下移后所有涉及的基础软件版本需要升级到主推版本，如有特殊情况则需要给出不升级的原因。

三、测试方案制定

在小型机下移中，测试方案的制定是重要一环，只有通过了专业测试才能开展后续下移工作。可以采用传统测试方法或者高仿真测试方法，其中高仿真测试方法是科技运营中心科技创新成果，基于该方法科技运营中心还自主研发了高仿真自动化测试平台。

1.传统测试方法。

现阶段，软件产品升级或重大变更前，业内经常使用传统测试方案，例如功能测试、系统测试和压力测试等，来完成下移前测试。测试前需要梳理测试场景，并根据场景来定制测试用例；随后，需要测试人员根据测试用例定制化开发测试脚本，用于实现各场景的回归测试；测试的数据均采用测试人员模拟的数据，测试数据存在一定程度的失真。

2.高仿真测试方法。

高仿真测试是通过生产网络流量镜像方式获取真实业务报文数据，再通过一种基于交易报文精确化匹配和自动化返回方法与装置，将真实业务报文自动化地发送至两种测试环境（小型机与x86服务器），基于报文粒度对每一笔系统间传输的往复报文进行字段级对比，依此判断总结两个平台的差异化报文，从而达到测试目的，如图所示。

图 高仿真测试架构

传统测试方法存在效率低、周期长、投入大的问题。针对小型机下移场景，绝大部分应用接口不变，在这种情况下高仿真测试是最适合的方法，其优势表现如下。

高仿真测试突破了传统测试方案对交易路径设置固定挡板的方案，将每一笔交易的往复规则记录在数据库中，并自动关联匹配真实的响应报文，替换关键动态信息字段后反馈被测系统，达到交易的100%全覆盖。

解决了传统测试模拟测试数据带来的不真实性。高仿真所用真实生产数据，能清晰表现生产真实交易情况。

高仿真测试整个定制及测试过程实现自动化，因此大大节省了测试人力并缩短了测试工期。

3.测试方法选择。

在小型机下移实践中，我们按照下面的选择原则：如果修改了程序，但是没有改变接口和应用逻辑，使用高仿真测试；如果修改了接口，则继续采用传统测试方法；对于重新编译了程序，但对功能、程序逻辑没有影响，则仍然采用高仿真测试。

四、下移实施

基于服务器资源转换分析结论，基于基础软件版本升级分析结论，在新的x86服务器环境安装操作系统、数据库和中间件等基础软件，接下来就进入系统下移实施阶段。

1.前期准备。

在前期准备阶段，重点在于检查目标系统基础软硬件安装部署情况，主要包含如下。

（1）检查已交付应用服务器虚拟化配置，包括：系统参数、应用参数、连通性检查等方面。

（2）检查已交付数据库服务器或虚拟化配置。包括：系统参数、数据库参数、各服务器连通性等。

（3）检查x86环境的应用程序、中间件、Web服务器、消息中间件、数据库等版本是否与分析报告中一致。

（4）如涉及Java应用程序下移与升级，需要检查通过单元测试和相应测试的应用程序包，是否和开发中心正式发布的版本一致。

（5）如涉及C/C++应用程序下移与升级，需要检查通过单元测试和相应测试的应用可执行文件，是否和开发中心正式发布的版本一致。

（6）在测试环境，对整个下移步骤进行演练，如果发现问题及时修正。

2.应用迁移。

这里主要针对Java和C/C++两类开发语言简述其迁移过程。

（1）Java应用迁移。如果在迁移中，存在JDK版本升级，建议用新版JDK对Java应用进行重新编译，如果有兼容性问题，在编译时可以提前发现和解决；如果DB2数据库版本发生了升级，那么应用连接DB2的驱动也要替换成新版驱动。

（2）C/C++应用迁移。使用x86平台的C/C++编译器，对源代码重新编译并链接生成可执行文件；如果代码存在兼容性问题，可在编译或者链接阶段提前发现和解决。

3.数据迁移。

考虑到中信银行原来运行在小型机的数据库主要为IBMDB2，因此以IBMDB2为例说明以下供选择的数据迁移方案。

（1）DB2迁移方案。DB2move采用DB2原生工具实现跨平台数据迁移，在x86服务器目标端新建所有对象，随后采用DB2move工具在小型机环境将DB2数据全量导出，传输至x86新环境加载。

（2）IBM CDC迁移方案。IBM CDC通过从源端（小型机）抽取日志，在目标端（x86服务器）回放实现源端与目标的数据同步，从而实现了将DB2中的数据从小型机到x86新环境的平滑迁移。

（3）Q复制迁移方案。IBM Q复制和IBM CDC类似，利用Capture程序在源端捕获事务日志，利用IBM MQ将日志传输到目标端，最终在目标端进行日志重放实现数据同步。

（4）迁移方案选择。在数据迁移中，方案选择的基本策略如下：如果目标系统的停机时间窗口充足，数据量在300GB以内，首选DB2迁移方案；如果停机时间窗口不足，首选IBM CDC方案；在HP平台下，如果时间窗口不足，应选择IBM Q复制方案。

4.回退方案。

在小型机下移中或者下移后，如果遇到短时间无法解决的阻断性问题，就要启用预先准备好的回退方案及时回退，以确保业务连续性。

（1）回退决策点。根据下移实践，具体决策点包括如下情形，如果满足以下条件，则必须进行变更回退：小型机（源端）与x86服务器（目标端）存在数据不一致问题，且数据量巨大，无法在时间窗口内完成数据同步时；启动应用后，出现影响业务使用的问题，且在时间窗口内无法解决时；由于某种外部不可抗力因素影响系统整体下移变更进度，从而导致时间窗口内无法完成变更时；系统出现严重性能问题，对业务影响程度较大、范围较广，且无法通过调优手段解决问题时。

（2）回退步骤。经决策后，将新增数据同步到旧数据库，同时将业务切换到旧的小型机运行环境，实现整体回退。

五、实践总结

依靠科技创新，中信银行最终在2021年底，利用两年时间基本完成了53套关键系统共计180台IBM小型机下移工作，基础设施云化比例达到99.6%以上。完成小型机下移后，中信银行获得了极好的收益。系统下移至x86服务器后，硬件采购和维护费减少了60%；联机交易性能平均提升了10倍，批处理性能平均提升了2倍；提升了关键系统的处理性能，实现了资源整合，为基于x86开放平台的智能运维奠定了良好基础。中信银行通过下移积累了丰富的技术资产，发表论文1篇，申请国家专利1项，申请软件著作权2项。

尤为重要的是，中信银行在此过程中取得了丰富的实践经验。

1.提升组织效率的关键——制定系统下移总控计划。在迁移方案具体步骤和流程确定后，考虑到系统割接当日需要各方协作，因此根据下移时间要求编写系统下移总控表是提高组织效率的关键。

2.预先发现问题的关键——迁移前做好自检。当新的生产x86环境搭建完毕后，即可开展自检工作，主要包括x86环境连通性、参数正确性、合规性等内容，预先发现和解决问题。

3.提升下移进度的关键——采用高仿真测试方法。在下移实施中，测试环节最耗时耗力，也是瓶颈所在。针对小型机下移应用接口不变的特点，中信银行大胆采用高仿真测试方法，大幅提升了测试效率，确保了下移的快速推进。

4.确保数据正确的关键——一致性检查。针对数据迁移，无论采用何种迁移方案，在系统割接后，为了确保数据的一致性，都必须做好数据一致性对比检查。

5.节省时间窗口的关键——自动化方案。在下移过程中，尽量采用自动化变更步骤，从而大幅节省时间窗口。

6.提升安全性的关键——做好备份。在小型机下移割接前，必须进行相关数据的备份，万一数据出现损坏可以使用备份及时恢复。