大数据应用统一集成平台CDAP简介

CDAP概述

      CDAP (CAST DATA APPLICATION PLATFORM)是一个开源的大数据应用统一集平台，帮助应用开发者和系统管理员基于Hadoop技术栈来构建、测试、部署、管理数据应用程序。CDAP由Datasets、Programs、 Services、Tools等组件组成，如图1 所示：

      其中:
      CDAP Datasets：是存储在HDFS和HBase中数据的逻辑表示，Datasets提供从应用中写数据的接口层，不关心底层存储引擎，允许以重用库的方式封装应用数据。

      CDAP Programs：应用程序可使用不同的开源框架如MapReduce、Spark和realtime Flow来处理，CDAP附带App container来整合每个处理框架，并提供一种标准化的方式来开发、部署和管理程序。

       CDAP Services：系统级服务，在开发和生产环境中支持数据和应用程序，包括应用管理，元数据管理，数据流和安全。

       CDAP Tools: 包括开发工具如：Maven、SDK、调试工具、测试框架和操作界面(UI)。

       CDAP支持多种运行环境，基于内存、单机和集群，CDAP子项目提供和CDAP交互的SDK和工具、applications和可重用的大数据组件(packs)

CDAP的特性

       数据提取
       通过流的方式提供了可扩展、可靠的实时和批量数据提取，支持push和pull，支持Flume, Kafka 和 REST，支持SQL-like 数据查询，如下图所示。

ETL管道
       实现无代码配置，通过ETL模板部署和管理ETL管道
事务处理
      CDAP为HBase和HDFS集成了一个可扩展的分布式事务处理引擎，称为Tephra。
实时，批量和SQL
      CDAP公开进行实时、批处理和SQL访问所有数据，而无需任何数据复制。
运行可移植性
      CDAP支持三种不同的运行模式：基于内存、本地和分布式。其中基于内存和单机模式主要用于测试和调试。
复杂的数据模式
      CDAP支持跨越多个表，行和非幂等操作。
Tigon Flows
      CDAP允许与Tigon Flows进行可扩展的实时流处理。
流程
      CDAP提供通过时间或数据的可用性实现工作流的自动化批处理。
服务
      CDAP应用通过定制的HTTP服务对外部客户端提供服务
Namespace
      CDAP命名空间对集群中相互隔离的多用户提供应用程序和数据
安全
      CDAP集群提供周边安全和可插拔的认证机制。
管理
      CDAP控制台对集群和应用程序提供一站式操作和管理

CDAP的架构和技术

CDAP应用程序
      Streams：用于实时数据采集；
      Programs：Flows、MapReduce、Spark用于实时或批量数据处理；
      Datasets：抽象为数据存储；
      Services：为外部客户端提供数据服务。

CDAP组件及其交互
      Router: 外部客户端接入到CDAP唯一的公共接入点，它转发客户端请求到相应的系统服务或应用程序，还执行认证服务。
      Master: 控制和管理所有服务和应用程序。
      System Services: 提供重要平台功能 (数据集、事务、服务发现日志和指标收集)。运行在application containers中。
      Application containers: 抽象和隔离执行应用程序代码，线性和弹性扩展底层基础设施。

CDAP抽象
      CDAP从底层基础架构解耦数据和应用程序，使具有可移植性。允许在Hadoop的生态系统的各个组件的抽象层上抽象数据和应用。访问和操作数据，通过CDAP的Datasets，而不是如HDFS和HBase这样的实际存储引擎。使用CDAP提供的开发接口去编写程序并在内部应用程序容器运行，容器为逻辑抽象并可在多个环境中运行，如内存，单机或分布式集群，无需修改代码就可在不同的环境中部署和运行。

       CDAP功能架构

       CDAP抽象

数据抽象

• 在CDAP应用程序中，你通过Datasets与数据交互。Datasets提供了抽象通过：
• 抽象了数据的实际存储，在写代码和查询过程中，不必知道数据存储在哪里；
• 数据访问模式和业务逻辑封装在可重用的、托管的Java代码中；
• 使用CAST Tephra事务机制，保证高并发时访问数据的一致性；
• 数据集可在不同的编程模式下运行，只需数据在Datasets中，能在实时、批处理、ad-hoc SQL查询中直接使用。

应用抽象
      CDAP的编程接口在不同运行环境有多种实现，通过CDAP Developer API构建应用程序，该API隐藏了编程模式和执行环境的低层细节。它丰富了通常大数据应用需要的众多有用服务的基础设施，如服务发现，日志和指标的收集和配置等。这些服务的环境特定的实现是通过CDAP注入到该应用程序的运行的app container，程序并不需要根据环境而改变。这允许在自己的环境中独立开发、测试，然后无缝地在不同的分布式集群环境中部署它们。
      应用程序的部署以及其生命周期的管理、监测是通过CDAP Client API来完成。同Developer API ，环境的改变对其无影响。

CDAP编程接口

      Developer Interface：开发者接口用于构建应用程序，并提供只运行在内部app container代码的各种Java API。

      Client interface：客户端接口是一个RESTful API，是外部客户端可以与CDAP和应用程序进行交互的唯一途径。这些API不能从容器内访问，如应用程序生命周期管理和监控。作为一种替代HTTP，客户端库中含有不同的编程语言，包括Java、Python和Ruby。

CDAP的适用场景

• 时间序列数据分析
• 日志处理Web应用分析
• 实时网络应用分析
• 社交应用分析
• 推荐引擎
• OLAP与多维数据分析

CDAP的优缺点

简单

      CDAP提供了一个high-level的综合框架使开发人员和操作人员轻松学习，集成和管理各个开源项目。构建在CDAP上的应用程序分离业务逻辑和基础架构API，大大降低复杂性和总体成本。

• 综合能力强大，避免时间浪费在常规任务上；
• 概念完整，只需与标准层整合一次；

• 框架严密，不必担心应用程序逻辑出错；

  快速
        CDAP使开发人员能够快速通过丰富的用户界面和交互shell获得具有内置的数据提取，探索和转换功能。可重用的抽象层使开发人员快速构建以数据为中心的应用程序，并投入实际生产。

• 丰富的用户界面和交互shell可在使用Hadoop时无需编写代码；

• 应用程序模板和数据模式，方便编写特定API逻辑；

• 运行时服务和工具，确保可以可靠地测试，并迅速转移到实际生产；

  创新
        CDAP使得Hadoop中的所有数据可实时访问，批量处理和Ad-hoc SQL分析，而无需编写代码、管理元数据或复制任何数据。先进的功能扩展、高吞吐实时提取和事务处理、同时保持数据一致性，将颠覆应用案例。

• 实时、批处理和SQL整合意味着数据可用于所有的访问模式；

• 灵活的实时和批处理提取，可从任何来源摄取任何类型的数据；

• 事务和一致性，打造面向用户的大规模实时应用。

---

总结

      CDAP是在原有Hadoop 生态系统组件上进行一层封装并集成成单一平台，Datasets 逻辑标识Hadoop的平台数据，使开发人员不用关注数据存储在哪里。CDAP将数据和应用抽象使得开发者能够简化和加速应用开发，并能够解决实时和批量问题。提供的服务和工具，能够实现更快的应用程序创作。CDAP提出的思想较新颖但旨在提高开发速度，而不能提高现有运算框架性能，暂不支持Spark，目前CDAP社区活跃度不够，只有少数爱好者和Cast公司在研究，并鲜有公司实际投入开发，无可参考例子，建议交通大数据项目暂不考虑此方案。