作者:finedatalink
发布时间:2024.8.1
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在数字化转型的浪潮中,企业对于数据处理的实时性和高效性需求日益增长,推动了从传统数据处理架构向实时数仓的演进。这一转型不仅要求技术上的革新,更涉及企业数据战略、组织架构、流程优化等多个层面的深刻变革。然而,在这一过程中,企业往往面临着诸多挑战与潜在陷阱,如技术选型不当、数据治理缺失、性能瓶颈等。因此,如何科学规划、稳步实施并有效避免转型过程中的“坑”,成为企业成功迈向实时数仓时代的关键。
从1990年 Inmon 提出数据仓库概念到今天,数仓架构经历了最初的传统数仓架构、离线大数据架构、Lambda 架构、Kappa 架构以及由Flink 的火热带出的流批一体架构,数据架构技术不断演进,本质是在往流批一体的方向发展,让用户能以最自然、最小的成本完成实时计算。
这是比较传统的一种方式,结构或半结构化数据通过离线ETL定期加载到离线数仓,之后通过计算引擎取得结果,供前端使用。这里的离线数仓+计算引擎,通常是使用大型商业数据库来承担,例如Oracle、DB2、Teradata等。
随着数据规模的不断增大,传统数仓方式难以承载海量数据。随着大数据技术的普及,采用大数据技术来承载存储与计算任务。数据源通过离线的方式导入到离线数仓中。下游应用根据业务需求选择直接读取 DM 或加一层数据服务,比如 MySQL 或 Redis。
数据仓库从模型层面分为三层:
当然,也可以使用传传统数据库集群或MPP架构数据库来完成。例如Hadoop+Hive/Spark、Oracle RAC、GreenPlum等。
随着业务的发展,随着业务的发展,人们对数据实时性提出了更高的要求。此时,出现了Lambda架构,其将对实时性要求高的部分拆分出来,增加条实时计算链路。从源头开始做流式改造,将数据发送到消息队列中,实时计算引擎消费队列数据,完成实时数据的增量计算。与此同时,批量处理部分依然存在,实时与批量并行运行。最终由统一的数据服务层合并结果给于前端。一般是以批量处理结果为准,实时结果主要为快速响应。
而Lambda架构,一个比较严重的问题就是需要维护两套逻辑。一部分在批量引擎实现,一部分在流式引擎实现,维护成本很高。此外,对资源消耗也较大。随后诞生的Kappa架构,正是为了解决上述问题。其在数据需要重新处理或数据变更时,可通过历史数据重新处理来完成。方式是通过上游重放完成(从数据源拉取数据重新计算)。
可Kappa架构最大的问题是流式重新处理历史的吞吐能力会低于批处理,但这个可以通过增加计算资源来弥补。
上述架构各有其适应场景,有时需要综合使用上述架构组合满足实际需求。当然这也必将带来架构的复杂度。用户应根据自身需求,有所取舍。在一般大多数场景下,是可以使用单一架构解决问题。现在很多产品在流批一体、海量、实时性方面也有非常好的表现,可以考虑这种“全能手”解决问题。
数据源通过离线的方式导入到离线数据中。下游应用根据业务需求选择直接读取 DM 或加一层数据服务,比如 MySQL 或 Redis。数据仓库从模型层面分为三层:
ODS,操作数据层,保存原始数据;
DWD,数据仓库明细层,根据主题定义好事实与维度表,保存最细粒度的事实数据;
DM,数据集市/轻度汇总层,在 DWD 层的基础之上根据不同的业务需求做轻度汇总;
典型的数仓存储是 HDFS/Hive,ETL 可以是 MapReduce 脚本或 HiveSQL。
Lambda 架构问题:
同样的需求需要开发两套一样的代码:这是 Lambda 架构最大的问题,两套代码不仅仅意味着开发困难(同样的需求,一个在批处理引擎上实现,一个在流处理引擎上实现,还要分别构造数据测试保证两者结果一致),后期维护更加困难,比如需求变更后需要分别更改两套代码,独立测试结果,且两个作业需要同步上线。
资源占用增多:同样的逻辑计算两次,整体资源占用会增多,多出实时计算这部分
Lambda 架构虽然满足了实时的需求,但带来了更多的开发与运维工作,其架构背景是流处理引擎还不完善,流处理的结果只作为临时的、近似的值提供参考。后来随着 Flink 等流处理引擎的出现,流处理技术很成熟了,这时为了解决两套代码的问题,LickedIn 的 Jay Kreps 提出了 Kappa 架构。
Kappa 架构可以认为是 Lambda 架构的简化版(只要移除 lambda 架构中的批处理部分即可)。
在 Kappa 架构中,需求修改或历史数据重新处理都通过上游重放完成。
Kappa 架构最大的问题是流式重新处理历史的吞吐能力会低于批处理,但这个可以通过增加计算资源来弥补。
构建实时数仓需要根据业务需求选择合适的技术架构,并通过ETL工具来实现数据的实时采集、处理和分析,最终将结果存储到实时数据仓库中,并进行数据可视化和应用开发。
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综上所述,数仓建设是企业数据管理和决策支持的关键环节,在实践中,企业需要根据自身业务需求和数据规模,选择合适的数仓建设方案和技术方案,以提高企业数据资产的价值和利用效率。
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