守住运维的“底线”:华泰证券稳定性工程能力怎样练成?

本文根据演讲者在 GOPS 2023·深圳站演讲整理而成,如有图文不妥,请以视频为准。更多精彩,请关注高效运维公众号。(文末领取讲师演讲PPT)



今天我的分享主要有三部分组成:


  • 一是实践的背景和意义

  • 二是运营实践的过程

  • 三是规划和展望



一、背景概述


在数字化转型逐步推进的过程中,伴随着云原生、微服务等技术的大规模使用,业务的开发模式逐步向敏捷开发演进,在DevOps 流程被广泛应用的前提下,应用系统的稳定性保障受到了巨大挑战,主要包括如下三个方面:


一是,如何建立应用系统快速迭代背景下的风险识别模型


为了适应当前快速发展变化的市场环境以及业务需求,以往烟囱式的应用系统架构,现在逐步被拆散成彼此间更为独立,包含自身功能特点的微服务模块。


但是在解决了业务快速上线、快速迭代的同时,也导致了部署架构的复杂度增加,业务链路加长,调用关系复杂。传统的风险“评估”方法已经很难应对日趋庞大繁杂的架构,如何应对日趋复杂的架构、检验潜在风险成为了燃眉之急,需要在不断发展的同时建立风险识别模型,以快速应对风险。


二是,如何高仿真的模拟故障以应对风险


传统的演练是人工断网、手杀进程的形式,但这个方法无法满足同时大量风险场景进行演练的需求。而且这种模拟方式往往和实际发生的生产故障相差甚远,目前证券行业对可用性要求极高,控制“爆炸半径”的演练无法在核心业务实施,所以生产环境的“无损演练”和仿真环境“有损演练”需要相互结合。


三是,如何完善现阶段的技术风险管理体系


在金融行业领域,业务风险的防控现在已经非常成熟,但是技术风险的管理尚未形成体系。以往“编写预案+组织演练”的形式需要结合现有的技术手段在管理模式上进行拓展完善。构建风险管理文化、建立配套组织架构、丰富演练组织形式、优化平台技术手段、量化评估演练效果、持续完善闭环管理,全方位的技术风险管理需要不断的通过实践进行总结优化。


为进一步消除安全生产隐患,压降生产事件,提升故障及时发现率,缩短故障处置时长。我们在三年前引入了混沌工程,搭建了自己的稳定性工程平台,同时组织开展了“保卫波特姆”,行动,波特姆就是bottom,意为守住底线,去年是保卫波特姆的第二季。相比第一季,强化了技术风险识别,采取“专项行动+突袭演练+红蓝攻防”结合的形式,尝试逐步建立了风险管理体系。


二、运营实践


关于技术风险,我们基于证券行业的特点,结合生产运维经验,总结出威胁安全稳定运行的五大风险:


  1. 单点故障风险

  2. 功能缺陷风险

  3. 性能容量风险

  4. 数据丢失损坏风险

  5. 运维误操作风险


对每个风险类别进行进一步细化,截止目前,已经有28个二级分类。针对这些风险我们建立了技术风险防范的整体框架。



  • 风险发现:主要包括内/外部事件分析,加上问题管理、故障管理、变更运营分析、系统上线测试、以及系统弱点进行分析。

  • 场景构建:主要是在系统架构、业务功能、业务步骤、容量管理,四个维度形成专家库。

  • 自动化演练:主要是依赖平台能力,后面有详细的介绍。

  • 度量改进:多维风险分析、系统健壮评估、业务拓扑检验、演练运营分析(风险防控)监控覆盖、定位及时、预案有效、自动处置。左侧文化运营,右侧制度规范,整体构成了技术风险体系框架。



稳定性实践的技术核心肯定是平台建设,稳定性平台的建设紧紧围绕高仿真模拟故障、多维度数据分析、全流程自动化展开。


故障构建能力:支持linux和windows两种操作系统,合计近两百多种故障场景的注入能力,支持灵活的编排能力,可以实现历史故障的回放能力。


量化分析能力:支持系统稳定性评估、用户行为分析(频度、覆盖度等层面)、演练运营报表多维度的分析能力。


自动化能力:支持批量创建场景、“串行”任务集演练、“并行”批量演练等自助编排、自动演练。所谓的串行就是设置好一个任务集,依次演练。并行就是多个任务同时进行,对于负责多个系统的运维工程师尤其适用。



能力视图(管理视图、用户视图、报表看板、API开放)

平台功能(演练流程、资源管理、演练管理、演练度量、演练防护、技术运营)

故障场景(1.基础资源、2.应用资源、3.业务资源、4.专项资源、5.五大风险)

资源支持(基础设施、操作系统Windows、Linux)

支撑模块(团队管理、用户管理、权限管理、配置管理、交易日历、安全审计)



目前,故障场景构造能力覆盖了基础资源、应用资源、业务资源、专项资源。在业务资源上,相信听过第一季的小伙伴,已经听说过“卡”、“吊”、“死”,在此基础上我们增加了“错”。


“卡”客户服务请求都能够得到响应,但响应时间比较长。“吊”指在监控上看进程、端口都是存活的,但是客户的服务请求长时间得不到响应。“死”指系统业务进程已不存在,客户的服务请求很快得响应,但是是错误的。“错”是增加了业务系统以及接口上面的一个返回报错的能力建设。



稳定性平台,依托技术风险管理,通过日常运营、故障管理、事件管理发现问题,推送到技术风险统一管理,再利用稳定性工程平台进行演练,同时关联应急管理平台的预案,对于有自动处置的预案,自动拉取自动化服务。



生产事件回放就是刚才说的多系统联动的一个具体事例,某系统发生生产事件,会在运行质量管理平台录入事件,随后生成一个技术风险。技术风险的闭环,需要在稳定性工程平台进行演练,验证改进方式是否效后,风险才能闭环。



下面主要说下风险发现途径,内/外部事件分析,最近两年历史事件的分析,尤其是涉及关机系统场景类型,需要组织演练。外部事件主要是分析外部交易所、投保的一些案例进行分析,是否与内部相关系统存在同样的风险隐患,然后针对性的进行演练。


系统弱点分析,为了增强演练的实战贴合,我们有红蓝对抗演练,业务专家、测试专家、运维专家会横向组成一个蓝军虚拟组织,蓝军会根据系统的业务特点、数据流、架构等特点分析各系统的弱点,从而形成演练场景。



有风险发现的途径,也积累了大量的需要演练的场景,那么接下来就需要专门的组织进行跟进,去年我们成立稳定性工作小组,主要包括决策组、执行组、保障组。


✓ 决策组:负责整体统筹。

✓ 保障组:产品开发组/技术支持组/平台功能开发和技术支持

✓ 执行组:具体执行对接信息和各级组织接口人



针对风险的分析,制定了2022年保卫波特姆第二季目标,主要是四个业务线和七个演练专项。


七个专项:


1.核心系统单点故障演练:主要验证各个系统告警覆盖以及应急处置。


2. 内外部事件模拟演练


3. 交易行情接入/报盘演练


4. 全链路性能容量演练:主要是指我们的app的全链路生产环境的容量演练。


5. 数据备份恢复演练:主要是根据《证券期货经营机构信息系统备份能力标准》评估系统备份恢复的RPO、RTO时间,这个在演练过程中也确实发现个别系统的RTO时间不符合要求的,后续我们对历史数据做了归档,然后备份,再次演练,最终符合要求。


6. 清算勾稽演练:这部分演练主要是经纪业务晚间清算,之前搭建起了勾稽平台,积累了很多的清算勾稽稽核逻辑,为确保这些逻辑不会随着系统升级产生变化,进行的演练。


7. 基础设施联合演练:这部分主要是网络层面的故障对业务系统的影响,前面的故障演练都是业务系统的管理员进行故障注入,联合演练是网络团队进项故障注入,各相关系统进行联合处置演练。



目前稳定性工程已经覆盖了开发、测试、生产的全部环境。这里面要提下,就是按照混沌工程的理论,稳定性演练是要在生产环境进行的,但是我们在实际演练过程中发现,随着演练的次数和频度不断加大,很多场景对于业务是有影响的。券商和互联网企业的区别在于,证券行业很难建立一个灰度区,可以用来做这种测试。于是我们搭建一套和生产环境一模一样的仿真环境,包括监控、日志分析、可视化大屏等等,通过将生产流量回放的形式评估业务影响,目前红蓝对抗主要是在仿真环境进行。



去年的演练涉及较多系统和人员,先后进行了10余次的线上线下培训,同时建立了200多个技术支持群,保证有问题第一时间处理。



演练形式包括三种:


一是专项演练,也是常态化的演练,就是前面介绍的7个专项。


二是突袭演练,在系统管理员不知情的情况下进行突袭,为了验证前面专项演练的覆盖,发现和处置能力,同时也检验应急报备、全面协同能力。


三是红蓝对抗,形成内部虚拟蓝军组织,在仿真环境进行。



随着平台能力提升,季度演练也达到了数千次,峰值是6000次。演练效率较之前也提升近26倍。演练过程中发了数百条风险,截止目前,问题闭环率已经达到了99%。我们通过演练验证了配置监控的有效性,监控主动发现率较之前提升了16%,事件发生后,十分钟内处置完成率提升了23%。


保卫波特姆第二季在范围上也有了大幅的提升,这次演练涉及SRE200多名,涉及系统300多个,总计部署单元3600多个,涉及主机8000多台,累计演练次数13000+次,同比上一季增长了近200%


三、后续规划


后续的计划主要包括如下方面:


一是,持续深挖风险,我们正在根据业务系统的服务目录,包括对客服务和系统间服务,深挖风险场景。完善场景库,构建(英文)能力矩阵,实现演练场景的智能推荐。


二是,提升自动化能力,虽然在演练提升效率上做了平台改进,,但是从演练准备、场景构建、演练执行、演练恢复、结果验证、风险统一纳管还需要做进一步提升,争取早日做到无人值守。


三是,多维度的数据分析,包括系统层面、人员层面、执行层面,做好全面数字运营,通过数据分析揭示问题,促进内部提升。



作者简介

潘杰,运行质量管理经理。从事互联网、运营商、证券行业系统运维十年,拥有丰富的大型系统运维经验。目前专注系统稳定性运行研究、平台建设领域,负责稳定性工程平台的产品研究和运营。


潘杰老师 PPT 链接: 

https://pan.baidu.com/s/1NN3qaCHgF0EvYccRTCJTvw?pwd=r4e4 

提取码: r4e4

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