单元化架构：分布式系统的新模式，已在金融领域率先应用

单元化架构：分布式系统的新模式，已在金融领域率先应用

单元化架构作为一种新兴的分布式系统架构模式，正逐渐成为云计算领域的焦点。通过将系统划分为多个独立的单元，每个单元负责一部分功能和服务，单元化架构不仅提高了系统的弹性和可靠性，还有效降低了故障的影响范围。特别是在金融领域，单元化架构结合云原生技术，如Kubernetes和ETCD，实现了高可用性和灾难恢复能力。Roblox、Slack和DoorDash等公司已成功实施这一架构，取得了显著成效。随着越来越多的企业寻求在云计算环境中实现高效、稳定的系统部署，单元化架构无疑将成为未来的发展趋势。

单元化架构的核心思想是将系统划分为多个独立的单元，每个单元负责一部分功能和服务。这种架构模式借鉴了数据库分库分表的思想，但将数据的分片提前到了入口请求的分片阶段。例如，一个UserID尾号为007的用户通过手机端或网页域名发送服务请求，接入层就能够识别出应该将该请求路由到华东地区还是华南地区。当请求转发到某个地区的机房时，大部分请求处理工作可以在机房内部完成。偶尔会有一些业务可能会发生跨机房的服务调用，比如说数据在A机房的用户给数据在B机房的用户转账，这个时候就需要在机房上去做有状态的设计。

在技术实现方面，单元化架构通常结合云原生技术，如Kubernetes和ETCD。具体来说：

1. 用户请求的Sharding：在机房的网络接入层将用户请求根据某个维度（如用户ID）进行Sharding，这就好比把每个机房就当做了一个巨大无比的有状态的数据库分片。

2. Kubernetes集群的部署：在每个单元内部署一个Kubernetes集群，将支持多K8s集群管理和管控指令下发的Federated APIServer做逻辑上的全局部署。

3. ETCD集群的使用：管控元数据存储在一个ETCD集群中，以保持全局数据一致。但ETCD只能解决同城双机房的容灾，无法应对多城市多数据中心的一致性，因此需要将ETCD搬到OB的KV引擎上。

金融领域

在金融领域，单元化架构结合云原生技术，解决了传统系统在基础设施依赖和业务连续性方面的问题。例如，蚂蚁集团通过单元化架构实现了大规模集群发布、灰度发布和回滚的优雅处理。同时，金融级的混合云首要解决的问题是弹性和异构的问题，且要符合大规模金融级运维的稳定性要求。解决了这些问题，再往前去演进新业务的时候，金融行业会非常看重如何做稳妥的创新，即如何在开发和运维保持传统模式继续支持业务的同时，引入新的运维和开发模式，双模齐头并进。

华为云IoT

华为云IoT通过单元化架构实现了高可靠性和百万级瞬时高并发处理能力。其核心优势在于：

• 海量设备接入管理：支持百万级瞬时高并发连接
• 行业协议广覆盖：预集成多种行业协议，实现极简接入
• 数据安全与隐私保护：提供端到端的数据加密和安全防护

腾讯云

腾讯云的单元化架构体系对标友商技术架构，提供了符合腾讯云产品特征的解决方案，帮助金融行业实现核心系统的国产化转型。具体来说：

• 应对技术封锁：在“华为、中兴事件”后，我国科技受制于人的现状对国家稳定和经济发展都提出了严峻考验。目前我国IT架构体系严重依赖国外产品，金融行业尤其明显。大部分传统银行的关键账务系统都架设在IBM的大型机、小型机之上，数据库使用Oracle及DB2，存储采用EMC。在美国不断加大对我国技术封锁背景下，银行IT产业自主可控的必要性和紧迫性凸显。

• 银行核心系统转型：以银行的核心系统为例，其作为金融监管部门直接管辖的系统，率先被要求进行国产化试点与替换。银行核心作为众多银行系统中最为重要的命脉系统，承担着核心的存、贷、汇业务和监管部门的监控指标。大型银行对其核心系统的性能和稳定性要求之苛刻可谓求全责备，故银行的传统核心通常都采用IOE的技术架构。当传统核心往分布式技术架构转型的过程中充满了挑战，其中，单元化技术架构是目前所有大型银行都会在其新一代核心系统中采用的主流架构体系。

单元化架构带来了显著的优势：

1. 提高系统弹性与可靠性：通过将系统划分为多个独立单元，每个单元负责一部分功能和服务，单元化架构提高了系统的弹性和可靠性。即使某个单元出现故障，其他单元仍能正常运行，从而降低了故障的影响范围。

2. 简化运维管理：单元化架构使得系统运维更加简单。每个单元可以独立进行部署、升级和维护，无需影响整个系统。这种模块化管理方式提高了运维效率，降低了运维成本。

3. 支持大规模扩展：单元化架构易于水平扩展。当业务增长时，只需增加新的单元即可满足需求，无需对现有系统进行重大改造。这种灵活性使得系统能够快速响应业务变化。

然而，单元化架构也面临一些挑战：

1. 数据一致性问题：在分布式系统中，保持数据一致性是一个难题。跨单元的数据操作需要额外的机制来确保一致性，如分布式事务或最终一致性模型。

2. 跨单元服务调用的复杂性：单元化架构可能导致服务调用链路变长，增加了系统复杂性。需要有效的服务发现和路由机制来管理跨单元的服务调用。

3. 运维成本的增加：虽然单元化架构简化了单个单元的运维，但整体系统的运维复杂度可能会上升。需要更强大的监控和管理工具来支持多单元的运维工作。

随着云计算的不断发展，单元化架构将成为构建大规模分布式系统的重要选择。特别是在以下方面，单元化架构将发挥重要作用：

1. 多云环境下的统一管理：企业越来越多地采用多云策略，单元化架构可以帮助企业在不同云平台之间实现统一的资源管理和调度。

2. 边缘计算的兴起：边缘计算需要在靠近数据源的地方进行数据处理，单元化架构可以将计算任务分配到不同的边缘节点，实现低延迟的数据处理。

3. 人工智能与大数据处理：单元化架构可以将大规模的数据处理任务分解到多个单元，提高数据处理效率和系统响应速度。

总之，单元化架构通过模块化管理实现资源的高效利用和灵活调度。无论是物理仓储还是数据存储，这种方法都能显著提升系统的整体性能和响应速度。