数据仓库架构-Lambda和Kappa

随着数据量的暴增数据实时性要求越来越高,以及大数据技术的发展驱动企业不断升级迭代,数据仓库架构方面也在不断演进,分别经历了以下过程:早期经典数仓架构 > 离线大数据架构 > Lambda > Kappa > 混合架构。

架构

组成

特点

经典数仓架构

关系型数据库(mysqloracle)为主

数据量小,实时性要求低

离线大数据架构

hivespark为主

数据量大,实时性要求低

Lambda

hivespark负责存量,strom/Flink负责实时计算

数据量大,实时性要求高

Kappa

kafkastromFlink

多业务,多数据源,事件型数据源

混合架构

ps.西红柿的举例若有不当,欢迎指正

1Lambda架构原理

Lambda架构的核心思想是把大数据系统拆分成三层:Batch LayerSpeed LayerServing Layer。其中,Batch Layer负责数据集存储以及全量数据集的预查询。

Speed Layer主要负责对增量数据进行计算,生成Realtime ViewsServing Layer用于响应用户的查询请求,它将Batch ViewsRealtime Views的结果进行合并,得到最后的结果,返回给用户,如下图:

2Lambda架构的缺点

Lambda架构解决了大数据量下实时计算的问题,但架构本身也存在一定缺点。

  • 实时与批量计算结果不一致引起的数据口径问题:因为批量和实时计算走的是两个计算框架和计算程序,算出的结果往往不同,经常看到一个数字当天看是一个数据,第二天看昨天的数据反而发生了变化。
  • 批量计算在计算窗口内无法完成:在IOT时代,数据量级越来越大,经常发现夜间只有4、5个小时的时间窗口,已经无法完成白天20多个小时累计的数据,保证早上上班前准时出数据已成为每个大数据团队头疼的问题。
  • 开发和维护的复杂性问题:Lambda 架构需要在两个不同的 API(application programming interface,应用程序编程接口)中对同样的业务逻辑进行两次编程:一次为批量计算的ETL系统,一次为流式计算的Streaming系统。针对同一个业务问题产生了两个代码库,各有不同的漏洞。这种系统实际上非常难维护
  • 服务器存储大:数据仓库的典型设计,会产生大量的中间结果表,造成数据急速膨胀,加大服务器存储压力。

3Kappa架构原理

Kappa架构的核心思想包括以下三点:

  • 用Kafka或者类似的分布式队列系统保存数据,你需要几天的数据量就保存几天。
  • 当需要全量重新计算时,重新起一个流计算实例,从头开始读取数据进行处理,并输出到一个新的结果存储中。
  • 当新的实例做完后,停止老的流计算实例,并把老的一些结果删除。

在Kappa架构下,只有在有必要的时候才会对历史数据进行重复计算,并且实时计算和批处理过程使用的是同一份代码。

4Lambda架构和Kappa架构优缺点对比

项目

Lambda

Kappa

数据处理能力

可以处理超大规模的历史数据

历史数据处理的能力有限

机器开销

批处理和实时计算需一直运行,机器开销大

必要时进行全量计算,机器开销相对较小

存储开销

只需要保存一份查询结果,存储开销较小

需要存储新老实例结果,存储开销相对较大

开发、测试难度

实现两套代码,开发、测试难度较大

只需面对一个框架,开发、测试难度相对较小

运维成本

维护两套系统,运维成本大

只需维护一个框架,运维成本小

5、数据架构评价标准

  • 响应速度:数据架构的主要场景包括:业务开发、数据产品、运营分析三大类,不论是那种场景,数据架构均应该在尽可能短的时间内响应需求;

  • 可复用性:只有复用能力上来了,响应速度才能提上来,体现在下游依赖、调用次数、核心字段覆盖率等指标上;
  • 稳定性:除了日常任务不出问题以外,一旦发现了问题,能在多短的时间内定位和恢复问题,就非常重要;
  • 健壮性:除了电商等已经耕耘多年的领域外,绝大多数业务模型,都会快速的变化,如何适应这种变化,就非常考验架构功底。

6、小编有话

  • Lambda 将全量历史数据和实时增量数据合并输出。
  • Kappa 两个流协作输出,queries每次使用最新一个流处理结果

目前很多准实时增量批处理方案也能满足实时性需求,从稳定性和运维成本上也表现更佳。

比如kudu(存储)+impala(计算)准实时方案,可以实现千万级数据的增量更新和olap查询,性能优异。

你可能感兴趣的:(大数据)