基于阿里云的数据仓库架构设计

基于阿里云的数据仓库架构设计

产品对比

阿里云产品	同类产品	简介
RDS	MySQL、PostgreSQL	关系型数据库服务，是阿里提供的云数据库，有各种版本，例如MySQL版、PostgreSQL版、SQLServer版等
DTS	Canal、DataX、Sqoop、Flume	数据传输服务，功能丰富，包括集数据迁移、数据订阅、数据实时同步的功能，适用于RDMS、NoSQL、大数据等产品
DataHub	Kafka	数据总线，主要功能和Kafka类似，但是有更多的接口、功能
MaxCompute	Hadoop	通用的离线计算平台（原名ODPS），支持SQL、MapReduce、UDF、Graph、Spark on MaxCompute等计算模型。调度系统是伏羲，存储系统是盘古
RealtimeCompute	Spark、Flink	实时计算框架（以前版本是StreamCompute），底层基于Blink
DataWorks	-	可视化的一站式大数据工场，包括数据集成、开发、治理、服务、质量、安全等功能，具体地说就是方便你使用MaxCompute、RealtimeCompute
AnalyticDB	GreenPlum、LibrA	分析型数据库，基于MPP架构，主要包括MySQL版、PostgreSQL版
DataV	Tableau、PowerBI	可视化数据展示工具，主要做大屏展示
QuickBI	Tableau、PowerBI	相较于DataV更为灵活，主要做数据分析，运营、分析师使用较多

离线数仓

• 架构设计图
  
• 说明
  • 原始数据主要来源于两部分
    • 日志服务器产生的用户行为数据
    • 业务数据库产生的数据
    • 当然你还可以导入各种数据，例如网络爬虫的数据、数据市场购买的数据等等
  • 数据导入部分
    • 日志数据采用Flume进行导入DataHub既可（TailDirSource + MemoryChannel + DataHubSink）
    • 业务数据直接利用MaxCompute同步进入平台即可
  • 数据仓库建设部分，需要进行多层划分
    • ODS（原始数据层）- 最原始的数据，只做最简单的格式检查，以及数据压缩
    • DWD（数据明细层）- 数据明细层，需要进行各种ETL清洗、抽取、拆分、降维，得到实体表、维度表、事实表
    • DWS（数据汇总层）- 针对明细层的数据做一个轻度聚合，进行各种统计指标的初步汇总，方便后面应用层直接使用
    • DWT（数据主题层）- 不同部门或业务的数据作为一个主题（数据量较少时一般不需要分Topic）
    • ADS（数据应用层）- 应用层是最终的数据结果，包括最终需要的各类指标，还需要导入到关系型数据库中，方便Web端查询
  • 分析用数据库
    • 此部分可选用AnalyticDB、RDS或自建关系型库，都可以，主要是为了方便后续系统查询
    • 如果数据量不大，分析量小，直接采用RDS或自建关系型库即可
    • 如果因业务需求需要进行大量变化的数据分析，那么建议使用AnalyticDB
  • 数据展示部分
    • 根据需求选择阿里的QuickBI或自行定制化设计Web数据展示界面均可
• 注意：Lambda架构的话，还需要加入实时指标统计

实时数仓

• 架构设计图
  
• 说明
  • 原始数据主要来源于两部分
    • 日志服务器产生的用户行为数据
    • 业务数据库产生的数据
  • 数据导入部分
    • 日志数据采用Flume进行导入DataHub既可（TailDirSource + MemoryChannel + DataHubSink）
    • 业务数据需要利用DTS实时导入到DataHub
  • 数据仓库建设部分（使用Kappa架构，传统Lambda架构的两条链路缩减为一条，降低了维护成本，但出问题难以处理）
    • 原始数据先进入到DataHub，接着由RealtimeCompute进行清洗、关联，得到实时明细数据
    • 实时明细数据进入到DataHub，接着由RealtimeCompute进行轻度、高度聚合，得到实时汇总数据
    • 实时汇总数据进入到DataHub（也可以直接进入到分析库中），再导入到AnalyticDB
    • 注意：如果需要非常高的实时度，那么建议不分层，直接处理得到轻度、高度聚合结果，进入AnalyticDB
  • 分析用数据库（建议同离线部分，更推荐AnalyticDB）
    • 此部分库从前面DataHub得到了汇总数据
      • 接着可以在内部进行指标统计生成应用层数据，直接展示即可
      • 或是交由后续服务应用自行调用分析（适用于各种经常变化的分析情况）
  • 数据展示部分
    • 此部分同离线数仓，不过通常实时部分都是做的大屏展示，包含各类统计指标，可以直接使用阿里的DataV

数仓规范

• 数仓分层规范

  分层	概念	说明
  ODS(Operational Data Store)	原始数据层	原始数据，格式基本不变，只做少量的校验
  DWD(Data Warehouse Detail)	数据明细层	数据标准化、补齐、清洗、拆分等
  DWS(Data Warehouse Summary)	数据汇总层	数据轻度聚合，提高复用性
  DWT(Data Warehouse Topic)	数据主题层	不同部门或业务的数据作为一个主题（数据量较少时一般不需要分Topic）
  ADS(Application Data Store)	数据应用层	最终应用展示指标

• 表命名规范（按下划线拼接）

  数仓分层	业务	描述	时间周期/存储方式
  dwd	tmall	user_base_info	day
  dwd	tmall	user_login_info	day
  dws	tmall	active_user	week
  ads	tmall	user_retention_rate	week
  ads	tmall	user_convert	month
  ads	tmall	page_view	day

  • 举例： dwd_tmall_user_base_info_day

• 数据压缩、存储格式的建议

  分层	压缩	格式	说明
  ODS	LZO	parquet、orc、avro	原始数据较大，并且不会被经常使用，较高的压缩率能够很好的节省空间。同时因为数据会被计算框架处理，因此压缩的格式最好是能被切块的，例如LZO。存储格式方面，需根据后续的处理方式选择，通常选择HIVE中最常用的orc。
  DWD	LZO	parquet、orc	明细层通常数据也会较多，因此也需要一个较高的压缩率。并且也会经常被计算框架处理，所以还是需要一个可以切片的压缩格式，例如LZO。由于下一层是汇总层，通常会对该层进行聚合操作，因此采用列式存储能够有效的提高聚合处理的性能，例如orc。
  DWS	无	无、parquet、orc	汇总层已经是轻度聚合后的数据，会比前面的层少很多数据，同时考虑ADS层会经常从该层统计指标，因此不压缩是一个较好的选择。存储格式方面可以按普通格式，也可以继续使用列式存储，因为ADS层通常还会对DWS的数据进行聚合。
  ADS	无	无	ADS层的数据用于最后界面的指标展示，是最终的数据，数据量较少，因此完全可以不用压缩。格式方面无所谓，如果要强调性能的话，不建议采用列式存储。因为该层通常都是全量读取到关系型库用作展示，几乎不会涉及到聚合操作，并且数据量少不需要减少空间占用，列式存储的优势全无。列式存储反而还需要更多的解析时间。