ETL实施过程研究

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摘要：在商业智能实施过程中，源数据的整合是关键的环节。本文就etl过程和步骤进行讨论，并就如何实现ETL过程提供相应的实施策略。

关键字：BI；商业智能；ETL；数据仓库

1 引言

商业智能（BI）的关键是从许多来自不同的企业运作系统的数据中，提取出有用的数据，进行清理以保证数据的正确性，然后经过抽取（Extraction）、转换（Transformation）和装载（Load），即ETL过程，合并到一个企业级的数据仓库里，从而得到企业数据的一个全局视图，在此基础上利用合适的查询和分析工具、数据挖掘工具、OLAP工具等对其进行分析和处理，最后将知识呈现给管理者，为管理者的决策过程提供支持。ETL在整个BI过程中起到承上启下的作用，ETL的成败将直接影响整个BI项目的成功与否。

2 ETL过程

ETL过程包括Extract（抽取）、Transform（转换）、Loading（装载）3个步骤：

(1) 抽取：数据抽取是捕获源数据的过程。主要是针对各个业务系统及不同地理位置的分散数据，充分理解数据定义后，规划需要的数据源及数据定义，制定抽取的方法和方式。

(2) 转换：按照预先设计好的规则将抽取得来的数据进行转换、清洗，处理一些冗余、歧义、不完整、违反业务规则的数据，统一数据粒度，使本来异构的数据格式统一起来。

(3) 装载：将经过转换的数据按计划增量或全量装载到数据仓库里面。

3 ETL过程实施策略

目前市场上有很多比较成熟的实现ETL功能的工具，比如IBM的DATASTAGE，DATA MANAGER，Oracle 公司的 WarehouseBuild

er等，无论选择哪个ETL工具，实现ETL过程都必须要经历以下几个步骤，下面将讨论每一步骤的实施要点和策略。

(1) 根据业务的特点建立数据仓库模型：在各业务部门和高层领导的参与下，确定业务分析主题，建立分析模型。在设计过程中要考虑数据的粒度，仓库系统的数据容量以及仓库系统的可扩展性。数据仓库保留了来自于多个业务系统历年来的操作数据，因此数据量比较大，整个数据仓库的移动和改变将会比较复杂和费时，如果设计的容量不能满足业务的需要，会影响后期的实际应用。另外要考虑到业务的可扩展性，比如对制造业而言，新增工厂后，新工厂的数据能否在不改变现有仓库模型的情况下导入。

(2) ETL周期点的确定：在设计ETL时需要根据业务分析模型事先确定抽取的时间点，以尽量保证数据仓库包含完整的业务周期的数据，同时要能尽量避免业务数据的访问高峰期，以免影响业务系统的性能。对于跨国企业，还会考虑到时差的问题。

(3) 定义仓库源：仓库源是为数据仓库提供数据的数据库表或文件。由于仓库源数据库的多样性、数据传输条件不确定性等等因素，使得ETL在处理上即需要考虑业务数据处理性能的要求，还要考虑数据传递过程中如何解决这些多样性和不确定性。通常而言，对于外部不可控数据源，应尽量采用文件抽取的方式；而对于内部数据源，可使用数据库的联邦技术，提高主动性和灵活性，但如果网络不稳定可能会影响业务数据库的性能。另外，由于数据仓库数据量大的特点，通常不会采用数据库备份的方式备份数据，而是采用源文件备份的方式以达到历史数据的可恢复性，从这个角度出发，建议源数据使用文件抽取的方式。

(4) 定义仓库目标：仓库目标用于保存ETL后的数据的数据库表或文件，最终的仓库目标是数据仓库中的数据表。在定义仓库目标时，可考虑利用数据临时对象（如临时表、临时文件等）对业务数据进行预处理，保证集成与加载的高效性。对于事实表最好采用增量数据抽取和加载，以减少网络传输、数据库仓库和业务系统的处理负担。

(5) 数据转换和加载过程的设计：这是整个ETL过程的重点，是设计数据流和工作流程的过程。这里要考虑以下几点：

①数据源的质量：必须建立一个数据验证框架，验证数据文件的有效性（如果用文件获取方式），数据结构的正确性，数据内容的一致性，数据有没有缺失等。这个框架应该是能实时修改的，最好能提供一个界面以方便管理和监控。

②数据转换过程：包括空值的处理，数据格式的规范化，数据映射，数据粒度的转化，数据拆分和组合，数据检验等。

③数据加载：这里除了从性能角度考虑数据加载的方法外，还需要建立数据验证机制，比如输入和实际加载的记录数验证，异常错误处理和转移等。

(6) 安全性设计：ETL过程中定义了访问多个业务系统的连接，有些业务系统可能包括敏感数据，不希望其他人看到的，而仓库系统中用户访问目的不同，需要严格控制用户的权限；另外要考虑系统的可重用性，这涉及到元数据的备份和管理。

4 ETL过程的评价

一般从以下几方面来评价ETL过程的准确有效性：

(1) ETL的质量：ETL的质量问题具体表现为数据的正确性、完整性、一致性、完备性、有效性、时效性和可获取性等几个特性。

(2) 稳定、可靠、高性能：仓库系统的实时性要求没有业务系统高，但是系统的可用性是评价BI系统的一个重要方面，这决定了业务人员和管理层能否及时准确地获得相关信息。

(3) 可扩展性：可以提供同各种异构数据系统的接口；系统功能改变时，应用程序很少改变便可适应变化等。

(4) 异常处理能力：异常情况下（如网络问题、数据库死锁等）的可恢复性和自我修复处理能力，以保证数据能被准确地加载到仓库中。

(5) 管理和调度的能力：由于ETL过程的重要性和复杂性，要求在管理和调度功能上都具备相应的功能。管理和调度的基本功能包括过程的备份与恢复、业务流程变化；数据抽取系统流程自动化，并有自动调度功能；支持时间触发方式、支持事件触发方式、支持命令行执行方式、日志及提醒功能、调度过程中能否执行其他任务等。

5 总结

ETL的本质是数据的流动和转换的过程，在整个BI实施过程中ETL是最繁琐、最重要的工作，它的质量直接影响到数据分析的准确性，是BI系统成功的关键。

参考文献

[1]尤玉林,张宪民.一种可靠的数据仓库中ETL策略与架构设计.计算机工程与应用.2004.

[2]Wayne Eckerson.“The ‘Soft Side' of Real-Time BI”.Published in the August 2004 issue of DM Review.