大数据生态圈

发布时间 2023-07-20 14:57:02作者: ImreW

一、大数据生态

目前大数据生态圈中的核心技术总结下来如图1所示,分为以下9类,下面分别介绍。

1.数据采集技术框架

数据采集也被称为数据同步。

随着互联网、移动互联网、物联网等技术的兴起,产生了海量数据。这些数据散落在各个地方,我们需要将这些数据融合到一起,然后从这些海量数据中计算出一些有价值的内容。此时第一步需要做的是把数据采集过来。数据采集是大数据的基础,没有数据采集,何谈大数据!

数据采集技术框架包括以几种。

  • Flume、Logstash和FileBeat常用于日志数据实时监控采集

  • Sqoop和Datax常用于关系型数据库离线数据采集

  • Cannal和Maxwell常用于关系型数据库实时数据采集

Flume、Logstash和FileBeat的技术选型如图所示。

Sqoop和Datax之间的技术选型如图所示。

Cannal和Maxwell之间的技术选型如图4所示。

2.数据存储技术框架

数据的快速增长推动了技术的发展,涌现出了一批优秀的、支持分布式的存储系统。

数据存储技术框架包括HDFS、HBase、Kudu、Kafka等。

  • HDFS它可以解决海量数据存储的问题,但是其最大的缺点是不支持单条数据的修改操作,因为它毕竟不是数据库。

  • HBase是一个基于HDFS的分布式NoSQL数据库。这意味着,HBase可以利用HDFS的海量数据存储能力,并支持修改操作。但HBase并不是关系型数据库,所以它无法支持传统的SQL语法。

  • Kudu是介于HDFS和HBase之间的技术组件,既支持数据修改,也支持基于SQL的数据分析功能;目前Kudu的定位比较尴尬,属于一个折中的方案,在实际工作中应用有限。

  • Kafka常用于海量数据的临时缓冲存储,对外提供高吞吐量的读写能力。

3.分布式资源管理框架

在传统的IT领域中,企业的服务器资源(内存、CPU等)是有限的,也是固定的。但是,服务器的应用场景却是灵活多变的。例如,今天临时上线了一个系统,需要占用几台服务器;过了几天,需要把这个系统下线,把这几台服务器清理出来。

在大数据时代到来之前,服务器资源的变更对应的是系统的上线和下线,这些变动是有限的。

随着大数据时代的到来,临时任务的需求量大增,这些任务往往需要大量的服务器资源。

如果此时还依赖运维人员人工对接服务器资源的变更,显然是不现实的。

因此,分布式资源管理系统应运而生,常见的包括YARNKubernetesMesos,它们的典型应用领域如图所示。

4.数据计算技术框架

数据计算分为离线数据计算实时数据计算

(1)离线数据计算

大数据中的离线数据计算引擎经过十几年的发展,到目前为止主要发生了3次大的变更。

  • MapReduce可以称得上是大数据行业的第一代离线数据计算引擎,主要用于解决大规模数据集的分布式并行计算。MapReduce计算引擎的核心思想是,将计算逻辑抽象成Map和Reduce两个阶段进行处理。

  • Tez计算引擎在大数据技术生态圈中的存在感较弱,实际工作中很少会单独使用Tez去开发计算程序。

  • Spark最大的特点就是内存计算:任务执行阶段的中间结果全部被放在内存中,不需要读写磁盘,极大地提高了数据的计算性能。Spark提供了大量高阶函数(也可以称之为算子),可以实现各种复杂逻辑的迭代计算,非常适合应用在海量数据的快速且复杂计算需求中。

(2)实时数据计算

业内最典型的实时数据计算场景是天猫“双十一”的数据大屏。

数据大屏中展现的成交总金额、订单总量等数据指标,都是实时计算出来的。

用户购买商品后,商品的金额就会被实时增加到数据大屏中的成交总金额中。

用于实时数据计算的工具主要有以下3种。

  • Storm主要用于实现实时数据分布式计算。

  • Flink属于新一代实时数据分布式计算引擎,其计算性能和生态圈都优于Storm。

  • Spark中的SparkStreaming组件也可以提供基于秒级别的实时数据分布式计算功能。

Spark Streaming和Storm、Flink之间的区别见表。

Storm、Spark、Flink 之间的技术选型如图6所示。

目前企业中离线计算主要使用Spark,实时计算主要使用Flink。

5.数据分析技术框架

数据分析技术框架包括Hive、Impala、Kylin、Clickhouse、Druid、Doris等,它们的典型应用场景如图所示。

Hive、Impala和Kylin属于典型的离线OLAP(Online AnalyticalProcessing)数据分析引擎,主要应用在离线数据分析领域,它们之间的区别见表。

  • Hive的执行效率一般,但是稳定性极高;

  • Impala基于内存可以提供优秀的执行效率,但是稳定性一般;

  • Kylin通过预计算可以提供PB级别数据毫秒级响应。

Clickhouse、Druid和Doris属于典型的实时OLAP数据分析引擎,主要应用在实时数据分析领域,它们之间的区别见表。

  • Druid和Doris是可以支持高并发的,ClickHouse的并发能力有限;Druid中的SQL支持是有限的,ClickHouse支持非标准SQL,Doris支持标准SQL,对SQL支持比较好。

  • Druid和ClickHouse的成熟程度目前相对比较高,Doris处于快速发展阶段。

6.任务调度技术框架

任务调度技术框架包括Azkaban、Ooize、DolphinScheduler等。