数据的搬运工——数据集成

2024-01-26 - 国腾动态

数据的搬运工——数据集成

大数据平台并不生产数据,大多数原始数据其实都来源于业务系统,所以,我们需要做好数据搬运动作。而这就牵扯到了数据集成这个概念。

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我不生产数据,我只是数据的搬运工。在大数据平台中,是不生产数据的,或者说原始数据都是来源于业务系统。所以,我们需要做的第一件事,就是将业务系统的数据搬运到数据平台。改用那句耳熟能详的话,我不生产数据,我只是数据的搬运工。这个数据的搬运工,就是数据平台的第一个模块——数据集成。

一、搬运工都有哪些称呼

在进行产品设计的过程中,对于同一个产品,经常会遇到各种各样的名称,这些名称好像可以指代同一个产品,如果细究起来,好像也有些区别。在数据集成产品设计时,也会遇到类似的问题。这些相同的名称主要是数据集成、数据同步、数据采集。有时候也可能听到数据管道、数据传输等等。

我通过大模型搜索了一下区别。

数据集成:指的是将不同数据源、不同数据类型以及不同格式的数据整合到一起,形成一个统一的数据视图或数据仓库,以便后续的分析和处理。数据集成通常涉及到数据的抽取、转换、清洗和加载等多个步骤,同时也需要解决数据格式转换、数据质量问题以及数据安全性等问题。数据同步:则是将数据从一个数据源复制或传输到另一个数据源,以保持两个数据源中的数据一致性。数据同步通常涉及到实时或准实时的数据传输和复制,可以用于分布式系统中的数据复制、备份以及容灾等场景。似乎,数据集成更注重数据的整合和数据处理,而数据同步更注重数据的传输和一致性。在大数据领域,数据采集和数据集成是两个密切相关的概念,但它们在数据处理过程中扮演的角色和目的有所不同。数据采集主要是通过工具或技术,从系统外部获取数据并输入到系统内部的过程。它可以是手工的,也可以是自动化的。在这个过程中,获取的数据可能需要进行清洗、格式转换等预处理,以便后续的数据集成和使用。数据集成则是将不同来源、不同格式、不同性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中起来,形成一个全面、统一的数据视图或数据仓库的过程。数据集成通常涉及到数据的抽取、转换、清洗和加载等多个步骤,它的主要目的是为企业提供全面的数据共享和数据分析能力。

因此,可以说数据采集是数据集成的基础和前提,数据集成则是数据采集的后续处理和结果。没有数据采集,数据集成就缺乏数据来源;没有数据集成,则无法有效利用和管理大数据资产在这个定义里面数据采集是数据集成之前的一个步骤。个人感觉在实时领域是这样的,实时获取到数据的变更相当于数据的采集。

以上都是通过大语言模型给出的结论。对这些名称有一个基本概念之后,结合实际的公司习惯、部门历史使用习惯、以及上下文语境来做具体的区分。个人习惯数据集成和数据同步这两个词大部分情况下会混用。如果要做区分的话,当有向导式和拖拽式两种形式的时候。拖拽式的可以称之为数据集成,因为拖拽式的重数据的转换和整合。向导式的可以称之为数据同步,因为向导式的重数据的传输和一致性。而数据采集,个人相对混用少些,个人主要理解为将数据库的变化采集上来。

再次说明,完全是个人角度的划分。

二、搬运过程中的处理

在进行数据同步的过程中,需不需要进行处理,虽然数据同步常常和**ETL(提取(extract)、转换(transform)、加载(load))**放在一起做比较,但是实际上是不是需要在同步过程中进行转换是可以进行商榷的。

1. 一比一同步

同步数据的目的是保留业务的数据历史,如果要保留历史那么错误的历史也是历史。所以这种同步就是完全和业务系统数据一比一的同步,即使同步过来的数据是有异常的或者说不标准的。只有这样才能真正的如实的保留了业务的历史,当发生数据异常进行数据追溯的时候,才能够找到最原始的业务数据。个人认为这个想法很好,能够完全的保留业务历史数据。但是有一个问题就是错误的数据业务系统可以随时改的。但是在离线场景下的同步不会随时进行的。而且感觉这种太极端,对人员,程序要求都比较高。

2. 在同步过程中进行转换清洗

第二种就显的要求没有那么的严格,相对宽松些。可以在这个过程中进行行级别的增减、规范化。也可以进行字段的聚合、关联、转换等等操作。其实对产品设计来说,支持了这种形式,就支持了一比一的同步。在同步过程中有这个转换、聚合的能力,不使用的话就是一比一同步了。这样说来一比一同步更多的似乎是一个规范、一个要求。

三、搬运的目标表类型

将业务数据搬运到数据平台的目标就是保留历史、做到数据可追溯。但是业务系统的数据是时时都在变化的,那么怎么保留变化的数据的历史就是一个目标表建表结构的问题。

这其实算是数据仓库建模领域的内容,为什么在这里说?先说一下目标表常见的几种形式。全量表、切片表、拉链表。

1. 全量表

全量表和名字一样,就是数据全量同步到目标端。试用于同步码表等数据变动不大的表。

2. 切片表

切片表又分为增量切片,和全量切片。全量切片就是将每天的全量业务数据放在当天分区中。增量切片就是仅仅把当天的增量放在当天的分区中。

3. 拉链表

拉链表式最复杂的。需要有一个唯一键,需要知道业务数据是否变化,变化之后,就在目标表中新增一条,记录变化数据的开始时间、结束时间,有的还会有版本、是否当前状态等字段(拉链表也依赖于同步的时间粒度,细于时间粒度,可能会存在无法将数据同步到目标端情况)。

为什么要在这里说,因为数据集成产品需要在功能上支持这些目标表的建表类型。全量表的全量同步。切片表的增量切片,需要能够过滤出来每日的增量数据。拉链表的复杂逻辑,是否需要进行逻辑固化(我只在Powercenter中看到过拉链表的逻辑固化。自己也设计过向导式的拉链表逻辑固化)。这些都需要在数据同步过程中考虑到。不仅仅能够将数据搬运到目标端,而且还需要以一种合理的目标端表结构需要将数据搬运到目标端。

四、搬运的交互形式

在搬运过程中,交互形式一般有三种形式,脚本式、拖拽式、向导式。

1. 脚本式

顾名思义,脚本式就是写一个脚本来进行数据同步。这种形式更多的是偏技术,在产品设计中一般不会过多涉及。

常见的脚本式同步:

古老的是Sqoop了,他实现了结构化数据和Hadoop之间的批量数据迁移,最初由Apache软件基金会开发,但是在2016年,该项目已经被终止了。在阿里云Dataworks中的数据集成DataX,也会有的脚本界面的数据同步。是因为有些非结构化的数据源,没有表结构类型,在脚本界面中能够更加灵活。

2. 拖拽式

拖拽类的数据集成类产品,就是在一个画布中拖拽各个算子,组成一个ETLDAG图,从而实现数据的同步。

常见的拖拽式的同步:

最有名的算是Informatica Powercenter,这款产品在国外似乎知名度很高,常年在Genter象限的领导这位置。但在国内似乎只有一些银行、等金融行业使用多些,在互联网公司更是近乎没什么声量。IBM Datastage 一款和powercenter类似的软件。Kettle一款开源的免费的数据ETL工具。如果有拖拽式的数据同步需求,这三个产品也常常会被拉在一起做比较。各有各的特点吧。

单独提一句,当使用拖拽式的数据集成时,其实多少有了一些数据开发的性质。但是如果细划分的话,和拖拽式的数据开发还是有些区别的。这个在《常见的数据开发形式》中的拖拽式数据开发中说下区别。

3. 向导式

向导式的数据集成,主要是指通过输入框或者选择配置框,就可以完成任务的创建。不需要写代码,也不需要拖拽算子,这种开发形式我定义为向导式。

大部分的云厂商的数据集成/数据同步类产品均是向导式的模式。这里就不过多说了。

五、时效性

个人理解数据集成只分为两大类,离线数据集成和实时的数据集成。至于全量同步、增量同步等等,只是这两种大形式下的一种选项。而这两种形式,又均可以使用脚本式、拖拽式或者向导式来实现。形式不重要,本质是实时还是离线才重要,当然设计页面的时候也会多少有些配置区别。

在失效性上,实时数据越来越受重视,还有一些批流一体的概念,所以实时的数据集成需求也越来越多。

但是个人不认为离线的数据集成会被完全干掉。一方面——成本,显然实时的成本要比离线的成本要高。一方面——技术,实时集成之后一系列的技术和离线集成是完全不同的,现有的技术架构不一定都做好了准备。

还有一方面就是历史习惯,以上面介绍为例,切片表、拉链表等等均是离线场景下的,在后续介绍中会发现有大量的概念在离线场景下很顺畅,但是往往会自动的忽略实时场景。这可能也是因为实时的历史相对较短。在其他概念出现的时候,并没有考虑实时的场景。

六、支持的数据源类型

数据集成支持的数据源多少是一个平台能力的体现,支持的越多,可以理解为能力越强。不同数据源可能支持实时的形式、可能支持离线形式,也可能两种均支持。数据源大类上也有不同的划分:关系型数据库、大数据存储、消息队列、文本文件等等。

这是从类型上划分,如果从接入数据源之后的操作上来分,就两类:有表结构的和没有表结构的。

1. 有表结构

有表结构的可以是关系型数据库、HIVEDoris等等这类本身有表结构的。也可以是固定格式的文本、JSON这类可以赋予一个固定scheam的,这类需要进行数据平台有元数据管理能力,在《当我们谈元数据的时候,我们在谈什么》中会介绍这一部分。这类有表结构的在交互时,以二维表格的形式在向导、或者拖拽中进行交互了。

2. 没有表结构

没有表结构的相对会复杂些,有时候可以强制给这种没有表结构的授予一个表结构。有的时候也只能转换成脚本的形式来实现映射。这个具体数据源具体分析了。

数据源支持多少体现能力强弱。同样,作为产品每种数据源可能都有其自身的特性,也需要进行个性化的设计,而产品经理又会将各种类型的数据源都熟悉到,个人感觉也是数据集成类产品设计的一个麻烦的点。

至于各种非结构化的文档、图片、音视频等等。都不在大数据平台这个范畴内。之前也会提非结构化的大数据平台,非结构化的大数据治理。但是目前个人没有接触到特别好的产品。