大數據培訓:基于Hadoop的數據分析平臺搭建方法
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從概念上來講,我們可以把數據分析平臺分為接入層(Landing)、整合層(Integration)、表現(xiàn)層(Persentation)、語義層(Semantic)、終端用戶
從概念上來講,我們可以把
數據分析平臺分為接入層(Landing)、整合層(Integration)、表現(xiàn)層(Persentation)、語義層(Semantic)、終端用戶應用(End-user applications)、元數據(Metadata)?;?strong>
Hadoop和數據庫的分析平臺基本概念和邏輯架構是通用的,只是技術選型的不同:
1. 接入層(Landing):以和源系統(tǒng)相同的結構暫存原始數據,有時被稱為“貼源層”或ODS;
2. 整合層(Integration):持久存儲整合后的企業(yè)數據,針對企業(yè)信息實體和業(yè)務事件建模,代表組織的“唯 真相來源”,有時被稱為“數據倉庫”;
3. 表現(xiàn)層(Presentation):為滿足較終用戶的需求提供可消費的數據,針對商業(yè)智能和查詢性能建模,有時被稱為“數據集市”;
4. 語義層(Semantic):提供數據的呈現(xiàn)形式和訪問控制,例如某種報表工具;
5. 終端用戶應用(End-user applications):使用語義層的工具,將表現(xiàn)層數據較終呈現(xiàn)給用戶,包括儀表板、報表、圖表等多種形式;
6. 元數據(Metadata):記錄各層數據項的定義(Definitions)、血緣(Genealogy)、處理過程(Processing)。
來自不同數據源的“生”數據(接入層),和經過中間處理之后得到的整合層、表現(xiàn)層的數據模型,都會存儲在數據湖里備用。
數據湖的實現(xiàn)通常建立在Hadoop生態(tài)上,可能直接存儲在HDFS上,也可能存儲在HBase或Hive上,也有用關系型數據庫作為數據湖存儲的可能性存在。
一,數據分析平臺的數據處理流程:
數據分析基本都是單獨的系統(tǒng),會將其他數據源的數據(即外部數據)同步到數據平臺的存儲體系來(即數據湖), 般數據先進入到接入層,這 層只簡單的將外部數據同步到數據分析平臺,沒有做其他處理,這樣同步出錯后重試即可,有定時同步和流式同步兩種:
1.定時同步即我們設定在指定時間觸發(fā)同步動作;
2. 流式同步即外部數據通過Kafka或MQ發(fā)送數據修改通知及內容。
3. 數據分析平臺執(zhí)行對應操作修改數據。
接入層數據需要經過ETL處理步驟才會進入數據倉庫,數據分析人員都是基于數據倉庫的數據來做分析計算,數據倉庫可以看作數據分析的唯 來源,ETL會將接入層的數據做數據清洗、轉換,再加載到數據倉庫,過濾或處理不合法、不完整的數據,并使用統(tǒng) 的維度來表示數據狀態(tài)。有的系統(tǒng)會在這 層就將數據倉庫構建成數據立方體、將維度信息構建成雪花或星型模式;也有的系統(tǒng)這 層只是統(tǒng) 了所有數據信息,沒有做數據立方體,留在數據集市做。
數據集市是基于數據倉庫數據對業(yè)務關心的信息做計算提取后得到的進 步信息,是業(yè)務人員直接面對的信息,是數據倉庫的進 步計算和深入分析的結果, 般都會構建數據立方體。系統(tǒng)開發(fā)人員 般會開發(fā)頁面來向用戶展示數據集市的數據。
二、基于Hadoop構建數據分析平臺
基于Hadoop構建的數據分析平臺建構理論與數據處理流程與前面講的相同。傳統(tǒng)分析平臺使用數據庫套件構建,這里我們使用Hadoop平臺的組件。
上面這張圖是我們使用到的Hadoop平臺的組件,數據從下到動,數據處理流程和上面說的 致。
任務調度負責將數據處理的流程串聯(lián)起來,這里我選擇使用的是Oozie,也有很多其它選擇。
1、數據存儲:基于Hadoop的數據湖主要用到了HDFS、Hive和HBase,HDFS是Hadoop平臺的文件存儲系統(tǒng),我們直接操縱文件是比較復雜的,所以可以使用分布式數據庫Hive或HBase用來做數據湖,存儲接入層、數據倉庫、數據集市的數據。
Hive和HBase各有優(yōu)勢:HBase是 個NoSQL數據庫,隨機查詢性能和可擴展性都比較好;而Hive是 個基于HDFS的數據庫,數據文件都以HDFS文件(夾)形式存放,存儲了表的存儲位置(即在HDFS中的位置)、存儲格式等元數據,Hive支持SQL查詢,可將查詢解析成Map/Reduce執(zhí)行,這對傳統(tǒng)的數據分析平臺開發(fā)人員更友好。
Hive數據格式可選擇文本格式或二進制格式,文本格式有csv、json或自定義分隔,二進制格式有orc或parquet,他們都基于行列式存儲,在查詢時性能更好。同時可選擇分區(qū)(partition),這樣在查詢時可通過條件過濾進 步減少數據量。接入層 般選擇csv或json等文本格式,也不做分區(qū),以盡量簡化數據同步。數據倉庫則選擇orc或parquet,以提升數據離線計算性能。
數據集市這塊可以選擇將數據灌回傳統(tǒng)數據庫(RDBMS),也可以停留在數據分析平臺,使用NoSQL提供數據查詢或用Apache Kylin來構建數據立方體,提供SQL查詢接口。
2、數據同步:我們通過數據同步功能使得數據到達接入層,使用到了Sqoop和Kafka。數據同步可以分為全量同步和增量同步,對于小表可以采用全量同步,對于大表全量同步是比較耗時的, 般都采用增量同步,將變動同步到數據平臺執(zhí)行,以達到兩邊數據 致的目的。
全量同步使用Sqoop來完成,增量同步如果考慮定時執(zhí)行,也可以用Sqoop來完成。或者,也可以通過Kafka等MQ流式同步數據,前提是外部數據源會將變動發(fā)送到MQ。
3、ETL及離線計算:我們使用Yarn來統(tǒng) 管理和調度計算資源。相較Map/Reduce,Spark SQL及Spark RDD對開發(fā)人員更友好,基于內存計算效率也更高,所以我們使用Spark on Yarn作為分析平臺的計算選型。
ETL可以通過Spark SQL或Hive SQL來完成,Hive在2.0以后支持存儲過程,使用起來更方便。當然,出于性能考慮Saprk SQL也是不錯的選擇。