脫機數倉與實時數倉案例

2022-06-22 04:06:15 字數 4051 閱讀 2319

資料倉儲是乙個面向主題的(subject oriented)、整合的(integrate)、相對穩定的(non-volatile)、反映歷史變化(time variant)的資料集合,用於支援管理決策。

資料倉儲是伴隨著企業資訊化發展起來的,在企業資訊化的過程中,隨著資訊化工具的公升級和新工具的應用,資料量變的越來越大,資料格式越來越多,決策要求越來越苛刻,資料倉儲技術也在不停的發展。

資料倉儲的趨勢:

資料倉儲有兩個環節:資料倉儲的構建與資料倉儲的應用。

早期資料倉儲構建主要指的是把企業的業務資料庫如erp、crm、scm等資料按照決策分析的要求建模並彙總到資料倉儲引擎中,其應用以報表為主,目的是支援管理層和業務人員決策(中長期策略型決策)。

隨著業務和環境的發展,這兩方面都在發生著劇烈變化。

總結來看,對資料倉儲的需求可以抽象成兩方面:實時產生結果、處理和儲存大量異構資料。

從公司業務出發,是分析的巨集觀領域,比如**商主題、商品主題、客戶主題和倉庫主題

資料包表;資料立方體,上捲、下鑽、切片、旋轉等分析功能。

以事實表和維度表組成的星型資料模型

資料倉儲概念是inmon於2023年提出並給出了完整的建設方法。隨著網際網路時代來臨,資料量暴增,開始使用大資料工具來替代經典數倉中的傳統工具。此時僅僅是工具的取代,架構上並沒有根本的區別,可以把這個架構叫做離線大資料架構。

後來隨著業務實時性要求的不斷提高,人們開始在離線大資料架構基礎上加了乙個加速層,使用流處理技術直接完成那些實時性要求較高的指標計算,這便是lambda架構。

資料來源通過離線的方式匯入到脫機數倉中。

下游應用根據業務需求選擇直接讀取dm或加一層資料服務,比如mysql 或 redis。

資料倉儲從模型層面分為三層:

典型的數倉儲存是hdfs/hive,etl可以是mapreduce指令碼或hivesql。

隨著大資料應用的發展,人們逐漸對系統的實時性提出了要求,為了計算一些實時指標,就在原來脫機數倉的基礎上增加了乙個實時計算的鏈路,並對資料來源做流式改造(即把資料傳送到訊息佇列),實時計算去訂閱訊息佇列,直接完成指標增量的計算,推送到下游的資料服務中去,由資料服務層完成離線&實時結果的合併。

注:流處理計算的指標批處理依然計算,最終以批處理為準,即每次批處理計算後會覆蓋流處理的結果。(這僅僅是流處理引擎不完善做的折中)

lambda架構問題:

1.同樣的需求需要開發兩套一樣的**

這是lambda架構最大的問題,兩套**不僅僅意味著開發困難(同樣的需求,乙個在批處理引擎上實現,乙個在流處理引擎上實現,還要分別構造資料測試保證兩者結果一致),後期維護更加困難,比如需求變更後需要分別更改兩套**,獨立測試結果,且兩個作業需要同步上線。

2.資源占用增多:同樣的邏輯計算兩次,整體資源占用會增多(多出實時計算這部分)

1.選擇乙個具有重放功能的、能夠儲存歷史資料並支援多消費者的訊息佇列,根據需求設定歷史資料儲存的時長,比如kafka,可以儲存全部歷史資料。

2.當某個或某些指標有重新處理的需求時,按照新邏輯寫乙個新作業,然後從上游訊息佇列的最開始重新消費,把結果寫到乙個新的下游表中。

3.當新作業趕上進度後,應用切換資料來源,讀取2中產生的新結果表。

4.停止老的作業,刪除老的結果表。

對比項lambda架構

實時性實時

實時計算資源

批和流同時執行,資源開銷大

只有流處理,僅針對新需求開發階段執行兩個作業,資源開銷小

重新計算時吞吐

批式全量處理,吞吐較高

流式全量處理,吞吐較批處理低

開發、測試

每個需求都需要兩套不同**,開發、測試、上線難度較大

只需實現一套**,開發、測試、上線難度相對較小

運維成本

維護兩套系統(引擎),運維成本大

只需維護一套系統(引擎),運維成本小

另外,隨著資料多樣性的發展,資料倉儲這種提前規定schema的模式顯得越來難以支援靈活的探索&分析需求,這時候便出現了一種資料湖技術,即把原始資料全部快取到某個大資料儲存上,後續分析時再根據需求去解析原始資料。簡單的說,資料倉儲模式是schema on write,資料湖模式是schema on read。(3)

本案例參考自菜鳥倉配團隊的分享,涉及全域性設計、資料模型、資料保障等幾個方面。

5.1 整體設計

整體設計如右圖,基於業務系統的資料,資料模型採用中間層的設計理念,建設倉配實時數倉;計算引擎,選擇更易用、效能表現更佳的實時計算作為主要的計算引擎;資料服務,選擇天工資料服務中介軟體,避免直連資料庫,且基於天工可以做到主備鏈路靈活配置秒級切換;資料應用,圍繞大促全鏈路,從活動計畫、活動備貨、活動直播、活動售後、活動覆盤五個維度,建設倉配大促資料體系。

5.2 資料模型

不管是從計算成本,還是從易用性,還是從復用性,還是從一致性……,我們都必須避免煙囪式的開發模式,而是以中間層的方式建設倉配實時數倉。與離線中間層基本一致,我們將實時中間層分為兩層。

第一層dwd公共實時明細層

實時計算訂閱業務資料訊息佇列,然後通過資料清洗、多資料來源join、流式資料與離線維度資訊等的組合,將一些相同粒度的業務系統、維表中的維度屬性全部關聯到一起,增加資料易用性和復用性,得到最終的實時明細資料。這部分資料有兩個分支,一部分直接落地到ads,供實時明細查詢使用,一部分再傳送到訊息佇列中,供下層計算使用;

第二層dws公共實時彙總層

以資料域+業務域的理念建設公共彙總層,與脫機數倉不同的是,這裡彙總層分為輕度彙總層和高度彙總層,並同時產出,輕度彙總層寫入ads,用於前端產品複雜的olap查詢場景,滿足自助分析和產出報表的需求;高度彙總層寫入hbase,用於前端比較簡單的kv查詢場景,提公升查詢效能,比如實時大屏等;

注:1.ads是一款提供olap分析服務的引擎。開源提供類似功能的有,elastic search、kylin、druid等;

2.案例中選擇把資料寫入到hbase供kv查詢,也可根據情況選擇其他引擎,比如資料量不多,查詢壓力也不大的話,可以用mysql

3.因主題建模與業務關係較大,這裡不做描述

5.3 資料保障

集團每年都有雙十一等大促,大促期間流量與資料量都會暴增。

實時系統要保證實時性,相對離線系統對資料量要更敏感,對穩定性要求更高。

所以為了應對這種場景,還需要在這種場景下做兩種準備:

在看過前面的敘述與菜鳥案例之後,我們看一下實時數倉與脫機數倉在幾方面的對比:

其次,從建設方法上,實時數倉和脫機數倉基本還是沿用傳統的數倉主題建模理論,產出事實寬表。另外實時數倉中實時流資料的join有隱藏時間語義,在建設中需注意。

最後,從資料保障看,實時數倉因為要保證實時性,所以對資料量的變化較為敏感。在大促等場景下需要提前做好壓測和主備保障工作,這是與離線資料的乙個較為明顯的區別。

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實時數倉與脫機數倉總結 一

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脫機數倉到實時數倉的架構演變

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