云计算在第二代支付系统中的应用研究论文

云计算在第二代支付系统中的应用研究论文

　　摘 要：文章介绍了云计算的概念、特点及其适用性;分析了中国现代化支付系统的现状及未来发展趋势;论证了在第二代现代化支付系统建设中引入云计算技术具有的可行性，以及云计算为支付系统运行、维护带来的优势。

　　关键词：云计算;支付系统;虚拟桌面

　　一、引言

　　伴随着计算机与网络的发展，基于互联网的应用软件也得到迅速发展，同时，面向服务的思想逐渐在IT行业达成共识，其中面向服务的软件设计和平台设计得到了学术界、产业界的广泛关注。2006年Google公司首次提出了“云计算”(cloud computing)的概念，相继Amazon、IBM、Intel、微软等公司迅速推出云计算技术和相应产品。云计算的概念和理念日渐清晰，云计算技术的可行性也得到了进一步的验证。自2002年大额实时支付系统、小额批量支付系统、全国支票影像交换系统、境内外币支付系统、电子商业汇票系统、网上跨行支付清算系统相继投入使用，标志着我国现代化支付清算体系逐渐走向成熟。随着业务量的持续增长现有系统已不能满足支付业务发展的需要，迫切需要对现有支付系统进行改进，从而推出第二代支付系统。

　　本文试图论证云计算技术应用于第二代支付系统的可行性，以及引入云计算技术后的支付系统在运行维护、业务创新方面所具有的优势。

　　二、云计算介绍

　　(一)云计算的定义

　　目前为止，云计算还没有准确的定义，不同的文献给出了不同的解释。云计算是分布式处理(distributed computing )、并行处理(parallelcomputing)和网格计算(grid computing)的发展与延伸，也是这些计算机科学概念的商业实践。

　　将云计算定于为：IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取需要的服务。Oracle在其技术白皮书中给出的云计算的定义可以理解为：云计算是由虚拟的分布式应用设计和网格计算发展演化而来的。

　　可以通俗的将云计算技术理解为：基于计算机基础设施、虚拟平台、应用软件多层透明的、面向互联网的服务技术。

　　(二)云计算的分类

　　按照部署方式云可以分为公共云、私有云和混合云。公有云是第三方云提供商为若干不同企18业和用户提供的云计算环境，这些用户共享这个云提供商所拥有的资源。私有云是由某个企业或组织自行组织构建的云环境，用来支撑企业的业务运行，提供客户服务，属于企业的专有云。混合云是公共云和私有云的混合。

　　按照服务方式云可以分为基础设施云、平台云和应用云。基础设施即服务层(Infrastructure-as-a-Service)为客户提供完善的计算和存储能力。平台即服务层(Platform-as-a-Service)为客户提供特定规则和限制框架下的托管平台，客户可将开发的应用部署到平台上。软件即服务层(Software-as-a-Service)为客户提供基于互联网的，针对某项特定功能的应用。应用层为已开发完成的软件，只要经过定制就可以使用，具有较低的灵活性。参照云计算服务模型可以将云计算体系架构划分为三层，如图1所示。

　　(三)云计算的特点

　　具有高可靠性。云计算提供了安全的数据存储方式，能够保证数据的可靠性，用户无需担心病毒攻击和数据丢失等问题，从而为用户提供可靠的信息服务。

　　具有高可用性。云计算系统中出现节点错误甚至很多节点同时失效，都不会影响系统的正常运行，因为云计算能够检测出发生错误或失效的节点，同时屏蔽这些节点。

　　具有可扩展性。云计算可以按照需求扩大集群规模，达到数千个节点同时提供计算服务。

　　虚拟技术。云计算将底层设备虚拟成资源池，通过网络统一调配、协调、处理来自不同客户的运算需求，提高资源利用率。

　　三、支付系统架构介绍

　　现有支付系统采用两层架构设计，如图2所示，国家处理中心(National Processing Center)和城市处理中心(City Clearing ProcessingCenter)。国家处理中心主要负责异地支付业务轧差清算、基本数据管理、账户管理、系统运行控制等。城市处理中心主要负责参与者的接入、转发支付业务、对下级节点运行控制、小额轧差清算等。两层架构带来的好处一是业务逻辑分散，明确了NPC与CCPC的不同功能，降低运行风险。二是易于对系统进行维护，维护成本不高。

　　金融系统的发展趋势是数据集中化，第二代支付系统设计同样倾向于数据集中处理架构，即NPC实现参与者接入和业务处理功能，CCPC实现部分参与者接入和业务转发功能。采用数据集中架构具有系统结构简单、利于集中运行维护、业务流程简单的优点。数据集中架构也具有以下几点不足：一是随着业务发展，基础设施投入将成倍增加。二是规模的扩大使系统维护成本和难度成几何级数增长。三是系统运行风险高度集中。对于支付系统自身而言如果完全采用一点接入，还存在地方金融机构远程接入NPC成本增加和管理困难的问题，第二代系统应该保留CCPC作为支付系统接入点的功能，如图3所示。合理地应用云计算技术可以很好的解决数据集中架构所带来的问题，由此，引入云计算技术具有一定的现实意义。

　　(一)物理云架构

　　支付系统的云架构可设计为核心业务层和接入层(如图4所示)两层结构。国家处理中心和其应急备份系统共同构建成支付系统核心云层，完成清算账户管理、大额业务处理、小额业务处理、基础数据管理、业务控制等功能。所有城市处理中心构建成接入云层，负责为地方金融机构提供接入服务、转发大额支付业务、转发小额支付业务、传输数据的加密解密等。

　　图4 支付系统云架构

　　(二)逻辑云架构

　　从云计算技术的角度可以将支付系统构建为三层。第一层为基础设施层，其中包括支付系统应用服务器、数据服务器、网络设备、密押设备等。第二层为平台层，包括统一报文传输平台、清算账户管理、公共数据管理、标准接口等。第三层为软件服务层，实现大额支付业务、小额支付业务、电子商业汇票等业务，为远程访问系统提供虚拟桌面。

　　五、云计算为支付系统带来的优势

　　(一)改进系统运行维护模式

　　现有系统架构中支付系统的灾备中心作为处理中心的完全复制，当处理中心出现重大问题，灾备中心会运行并代替处理中心。当处理中心规模不断扩大，现有的物理计算环境需要扩充时，灾备中心也需要等同的投入。而系统正常运行的时候，灾备中心的利用率非常低。如果将国家处理中心同其同城灾备中心、异地灾备中心设计成对等架构的云，可以提高服务器和存储的性能，日常运行过程中灾备中心运行率很低，作为云架构的一部分之后，灾备中心可以与处理实现负载均衡，极大地提高系统的运行效率;可以减少随着业务量增长国家处理中心不断增加的基础设施投入，系统运行效率提高后，可以大量减少系统扩充所产生的建设费用;降低了系统维护难度和维护风险，云计算技术提供了较完善的系统监控功能，方便维护人员进行系统维护的同时，大大降低了系统的维护难度、维护成本和维护风险;

　　提高了系统的稳定性、可靠性，改变单点应用模式为多点并行计算模式，提高服务效率，减小故障发生机率，更好的保证业务连续性。

　　(二)保障支付业务创新

　　云计算技术可以将现有桌面系统集中到国家处理中心服务器端，将现有的客户端软件设计为瘦客户端，通过远程访问服务器端桌面系统。虚拟桌面系统实现资源的统一规划、统一管理和统一维护。对于终端用户可以提供即时、安全和弹性的相关服务。以上特点为支付系统业务带来以下几方面创新：一是统一管理桌面系统，通过对桌面系统的统一管理，可以降低桌面系统的维护成本。二是简化参与者前置机设置，参与者只需设置一台业务转发前置机，即可开展所有支付清算业务，减少接入成本的同时也降低前置机的维护难度。三是为新增参与者的接入提供快捷通道，可以通过向境外金融机构或代理机构授权的方式允许快速接入支付系统，进行跨境支付清算业务。四是为创新型业务的快速实现提供可能，随着第三方支付业务的快速发展，为其提供多样性、个性化服务成为必然趋势，云平台为应用的快速实现提供保障。

　　(三)完善城市处理中心建设

　　全国现有的城市处理中心整体作为接入云层，实现参与者接入和支付业务转发功能。对各地区的业务量进行负载均衡，提高系统吞吐量，保证业务稳定运行;各城市处理中心互为备份中心，在不增加投入的情况下解决了城市处理中心的灾备问题;某城市属地银行的异地支行可以直接通过异地城市处理中心接入支付系统，可以减小网络延迟，降低支付业务风险。

　　六、结语

　　由于云计算自身存在的问题在一定程度上限制了其在支付系统中的应用，随着云计算理论的完善以及云计算应用技术的成熟，现存的问题一定会得到很好的解决，云计算这种互联网服务模式会得到广泛的应用。

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