基于CDM技術的敏捷數據管理實踐分(fēn)享

光大(dà)證券 基礎數據管理團隊 孫偉、沈波

一(yī)、前言

近年來，證券業務快速發展，信息系統變更日益頻(pín)繁，敏捷開(kāi)發、快速叠代已經成爲支持業務創新的必要條件。數據庫作爲信息系統運行的重要支撐，數據準備和交付的自動化程度對系統開(kāi)發、測試效率有較大(dà)的影響。

二、測試數據準備遇到的困難

測試數據的準備通常包括數據庫備份、數據庫脫敏、數據庫恢複等幾大(dà)步驟。在備份環節，我(wǒ)司主要是利用數據庫自帶的備份功能進行數據庫物(wù)理和邏輯備份，并通過統一(yī)備份平台對備份文件進行備份。

根據測試實際需求，如需要真實數據，我(wǒ)們通常采用灰度環境，灰度環境的數據準備主要有兩種方式：直接采用實時備庫或者是采用與生(shēng)産隔離(lí)的數據庫。

兩種方式各有優劣，第一(yī)種方式的優點在于數據是實時和生(shēng)産庫同步，省去(qù)了數據導入的環節，而且對于某些數據庫如ORACLE DATAGUARD可以利Flashback功能在測試完成之後快速恢複與生(shēng)産的同步，缺點在于如DB2，SQLSERVER,MYSQL等數據庫并不支持一(yī)鍵恢複同步功能，往往需要重新恢複備庫以及和主庫同步關系；對于第二種方式顯著優點是在于與生(shēng)産環境隔離(lí)，導入和恢複都不會影響到生(shēng)産環境，更加安全，但是往往時間需要更久，因爲包括了備份文件傳輸，數據導入，也犧牲了實時性。

如果數據到測試或者開(kāi)發環境，根據《證券期貨業信息系統運維管理規範》數據用于非生(shēng)産環境時，應進行脫敏處理。結合我(wǒ)司實際安全要求，脫敏工(gōng)作必須在進入測試或者開(kāi)發之前完成。對于全庫的數據準備步驟以及時間更加複雜(zá)：

需要在脫敏區域對數據庫備份文件進行導入還原到脫敏區域；

通過脫敏工(gōng)具對該庫中(zhōng)的敏感數據進行脫敏；

重新進行全庫備份；

備份文件通過至少2次傳輸到達測試環境；

在測試環境進行全庫導入/還原。

整個過程經曆了2次備份，2次還原，至少2次傳輸操作，時間長且複雜(zá)度高，嚴重影響測試開(kāi)發環境數據準備。

除了影響測試數據的準備效率，我(wǒ)們還面臨另外(wài)一(yī)種場景，數據庫備份的定期驗證，定期驗證的重要性不言而喻，有多個案例表明在真正需要用到數據庫備份進行恢複時，發現備份文件不可用。尤其是對于一(yī)些穩态系統，由于日常叠代需求很低，如果不定期對數據庫備份進行驗證，一(yī)旦遇到需要數據庫恢複場景，很可能遭遇備份文件不可用局面。結合行業要求，我(wǒ)司每季度會對所有數據庫備份文件進行恢複驗證，由于數據庫種類繁多，數據量很大(dà)，這個工(gōng)作需要耗費(fèi)大(dà)量的人力和時間。

基于以上遇到的問題，我(wǒ)們進行了市場調研，接觸到了一(yī)種基于CDM（Copy Data Management，數據副本管理）技術的敏捷數據管理平台，通過對該技術的運用，我(wǒ)們整合了CDM和脫敏相關工(gōng)具，實現了生(shēng)産到開(kāi)發測試環境的數據快速交付，以及實現了備份數據的自動化周期性的恢複校驗。

三、基于CDM技術實踐

CDM技術簡介

Gartner對CDM的定義是，它從生(shēng)産環境通過快照技術獲取有應用一(yī)緻性保證的數據，在非生(shēng)産存儲上生(shēng)成“黃金副本”（Golden Image），這個“黃金副本”數據格式是原始的磁盤格式，可再虛拟化成多個副本直接挂載給服務器，分(fēn)别用于備份恢複、容災或開(kāi)發測試等。

基于CDM技術的敏捷數據管理實踐

我(wǒ)們在調研市場後，發現當前主要存在以下(xià)三種CDM技術産品：

1、以存儲爲核心提供的CDM，雖然能夠提供快照和克隆功能，但很難實現跨異構存儲，構建企業級規則驅動的副本數據平台，并缺乏豐富的數據服務能力，無法提供自動化、自服務等功能。

2、塊級CDP技術提供的CDM功能，利用CDP技術所創建的副本數據，是一(yī)種磁盤快照技術，無法保證數據的一(yī)緻性，并且同一(yī)時間的磁盤快照隻能挂載一(yī)份，難以滿足多應用場景的數據需求。

3、端到端的CDM：把單純面向恢複的應用場景，變成了面向數據使用的應用場景，通過副本數據在各個業務環節的即時可用，爲更多業務場景提供數據支撐。

以存儲爲核心的CDM和塊級CDP提供的CDM功能，按照Gartner的定義，屬于“類”CDM。我(wǒ)們最終選擇了端到端的CDM技術産品，在生(shēng)産到灰度環境、生(shēng)産到開(kāi)發測試環境的數據快速交付，以及備份數據的自動恢複校驗三個應用場景。

圖1：整體(tǐ)業務架構拓撲

生(shēng)産到灰度環境的數據快速複制

利用CDM産品的數據庫虛拟化技術，通過一(yī)份數據副本，可快速創建出多個虛拟數據副本，這些虛拟數據副本幾乎不占用任何存儲空間，且整個發布動作可以分(fēn)鍾級完成。

1）具體(tǐ)流程：

對接生(shēng)産庫備庫，定時進行全量，增量備份，并實時備份獲取數據歸檔日志(zhì)；

2）當需要數據時，将指定時間點的數據挂載發布到灰度環境（發布到灰度環境上數據不需要脫敏）；

3）測試結束後，銷毀灰度數據庫。

生(shēng)産到開(kāi)發測試環境的數據快速複制

通過部署CDM方案，分(fēn)鍾内創建完成虛拟數據庫并調用脫敏系統對虛拟數據庫執行脫敏，脫敏後數據自動推送複制到中(zhōng)間網CDM，經過中(zhōng)間網CDM節點可将脫敏數據分(fēn)鍾級挂載發布到測試網，有效減少開(kāi)發測試場景中(zhōng)測試數據的準備時間，提高開(kāi)發測試環境搭建的效率。

（1）網絡說明

生(shēng)産網和測試網進行物(wù)理隔離(lí)，生(shēng)産網和中(zhōng)間網、中(zhōng)間網和測試網分(fēn)别可點對點打通。

（2）開(kāi)發測試數據快速交付

1）在生(shēng)産網和中(zhōng)間網分(fēn)别部署CDM節點；

2）生(shēng)産數據脫敏在生(shēng)産網内完成；

3）生(shēng)産網CDM節點将脫敏後的數據推送到中(zhōng)間網CDM節點；

4）脫敏數據通過中(zhōng)間網挂載發布到測試網的開(kāi)發測試環境；

5）測試結束後，按策略定期銷毀數據。

（3）數據脫敏

部署CDM前的數據脫敏，需要分(fēn)别在生(shēng)産網和中(zhōng)間網各部署一(yī)套脫敏系統，生(shēng)産數據不能直接給到測試網，需要經曆從生(shēng)産網到中(zhōng)間網、從中(zhōng)間網到測試網的兩次數據抽取和脫敏，并且是面向整庫全量數據的抽取。

部署CDM後的數據脫敏，生(shēng)産網部署一(yī)套脫敏系統，将數據發布到生(shēng)産網的脫敏環境并執行脫敏任務後，脫敏數據利用CDM節點之間的遠程複制功能推送到中(zhōng)間網，并通過中(zhōng)間網挂載發布到測試網。

（4）測試數據版本管理

開(kāi)發測試環境在使用數據的過程中(zhōng)存在測試數據版本回退、新老版本并行測試等場景。通過CDM的虛拟數據庫版本管理機制，可以實現秒級版本回退操作，以及通過版本快照分(fēn)鍾級創建曆史版本數據環境，實現曆史環境、當前環境的新老版本并行對比測試。并且，使用中(zhōng)的虛拟數據庫可以實現秒級創建動态快照，虛拟數據庫可持續保持對外(wài)提供服務，不影響測試業務連接。

備份數據的自動校驗

校驗的主要目的是爲了定期檢驗備份文件有效性，保證在恢複和還原數據文件時的可用。

利用CDM對接我(wǒ)司統一(yī)備份平台，實現備份數據的自動化恢複校驗。定時抽取備份數據并自動進行有效性驗證，保證備份數據的可用。過去(qù)，考慮到作業周期長，工(gōng)作量大(dà)，備份數據校驗按季度來進行，在CDM方式下(xià)可縮短至按周進行。

四、結束語

通過CDM解決方案的實施，我(wǒ)們實現了一(yī)個平台、一(yī)站式解決數據獲取，數據存儲，數據構建，數據使用，數據銷毀，在保證合規性基礎上，以敏捷的數據全生(shēng)命周期管理，更好地實現數據共享和數據利用。