大数据采集和抽取怎么做?这篇文章终于说明白了!

摘要:
这两篇文章都很清楚。数据收集和提取刚刚提到了这么多数据,但它们分散在不同的网络环境和存储平台中。此外,不同的项目团队可能必须重复收集相同的数据,因此很难使用、重用和产生价值。数据聚合是将各种异构网络和异构数据源的数据方便统一收集到数据中心集中存储,为后续的处理建模做准备。需要注意的是,在数据收集之后,它通常会被发送到Kafka的消息队列,然后才能在各个存储层中实际实现。

本文来源于公众号【胖滚猪学编程】,转载请注明出处!

关于数据中台的概念和架构,我们在大白话 六问数据中台数据中台全景架构及模块解析!一文入门中台架构师!两篇文章中都说明白了。从这一篇文章开始分享中台落地实战。

其实无论是数据中台还是数据平台,数据无疑都是核心中的核心,所以闭着眼睛想都知道数据汇聚是数据中台/平台的入口。纵观众多中台架构图,数据采集与汇聚都是打头阵的:

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本文将从以下几个方面分享数据采集的方方面面:

一、企业数据来源
二、数据采集概念和价值
三、数据采集常用工具
四、数据采集系统设计原则
五、数据采集模块生产落地分享

有来源才能谈采集,因此我们先来归纳下企业中数据来源。

数据来源

企业中的数据来源极其多,但大都都离不开这几个方面:数据库,日志,前端埋点,爬虫系统等。

  • 数据库我们不用多说,例如通常用mysql作为业务库,存储业务一些关键指标,比如用户信息、订单信息。也会用到一些Nosql数据库,一般用于存储一些不那么重要的数据。

  • 日志也是重要数据来源,因为日志记录了程序各种执行情况,其中也包括用户的业务处理轨迹,根据日志我们可以分析出程序的异常情况,也可以统计关键业务指标比如PV,UV。

  • 前端埋点同样是非常重要的来源,用户很多前端请求并不会产生后端请求,比如点击,但这些对分析用户行为具有重要的价值,例如分析用户流失率,是在哪个界面,哪个环节用户流失了,这都要靠埋点数据。

  • 爬虫系统大家应该也不陌生了,虽然现在很多企业都声明禁止爬虫,但往往禁止爬取的数据才是有价值的数据,有些管理和决策就是需要竞争对手的数据作为对比,而这些数据就可以通过爬虫获取。

数据采集与抽取

刚刚说了这么多数据,可是它们分散在不同的网络环境和存储平台中,另外不同的项目组可能还要重复去收集同样的数据,因此数据难以利用,难以复用、难以产生价值。数据汇聚就是使得各种异构网络、异构数据源的数据,方便统一采集到数据中台进行集中存储,为后续的加工建模做准备。

  • 数据汇聚可以是实时接入,比如Flume实时采集日志,比如Canal实时采集mysql的binlog。

  • 也可以是离线同步,比如使用sqoop离线同步mysql数据到hive,使用DataX将mongo数据同步到hive。

技术选型

数据采集常用框架有Flume、Sqoop、LogStash、DataX、Canal,还有一些不算很主流但同样可以考虑的工具如WaterDrop、MaxWell。这些工具的使用都非常简单,学习成本较低。只不过实际使用中可能会有一些细节问题。但是总体来说难度不大。

所以重点还是应该了解每种工具的适用范围和优缺点。然后想清楚自己的需求是什么,实时还是离线?从哪种数据源同步到哪里?需要经过怎么样的处理?

Flume

Flume是一个分布式、可靠、和高可用的海量日志采集、聚合和传输的系统。
Flume可以采集文件,socket数据包等各种形式源数据,又可以将采集到的数据输出到HDFS、hbase、hive、kafka等众多外部存储系统中。

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Logstash

Logstash 即大名鼎鼎的ELK中的L。Logstash最常用于ELK(elasticsearch + logstash + kibane)中作为日志收集器使用

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Logstash主要组成如下:

  • inpust:必须,负责产生事件(Inputs generate events),常用:File、syslog、redis、beats(如:Filebeats)
  • filters:可选,负责数据处理与转换(filters modify them),常用:grok、mutate、drop、clone、geoip
  • outpus:必须,负责数据输出(outputs ship them elsewhere),常用:elasticsearch、file、graphite、statsd

Sqoop

Sqoop主要用于在Hadoop(HDFS、Hive、HBase)与传统的数据库(mysql、postgresql…)间进行数据的传递,可以将一个关系型数据库中的数据导进到Hadoop的HDFS中,也可以将HDFS的数据导进到关系型数据库中。

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Datax

DataX 是阿里巴巴集团内被广泛使用的离线数据同步工具/平台,实现包括 MySQL、Oracle、SqlServer、Postgre、HDFS、Hive、ADS、HBase、TableStore(OTS)、MaxCompute(ODPS)、DRDS 等各种异构数据源之间高效的数据同步功能。

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所支持的数据源如下,也可自行开发插件:

类型数据源Reader(读)Writer(写)文档
RDBMS 关系型数据库MySQL
Oracle
SQLServer
PostgreSQL
DRDS
通用RDBMS(支持所有关系型数据库)
NoSQL数据存储OTS
Hbase0.94
Hbase1.1
Phoenix4.x
Phoenix5.x
MongoDB
Hive
Cassandra
无结构化数据存储TxtFile
FTP
HDFS
Elasticsearch
时间序列数据库OpenTSDB
TSDB

Canal

canal 主要用途是基于 MySQL 数据库增量日志解析,提供增量数据订阅和消费
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怎么用呢?启动canal-server 连上MySQL,再使用canal-client连接canal-server接收数据变更消息,拿到对应表和变更数据之后自行触发对应业务逻辑。更通用的是使用canal把数据变更直接投递到消息队列,使用消息队列消费者来处理逻辑,另外还支持canal落地到ES等地方。图中已经很详细了!

由于篇幅问题,本文不对这些工具做详细对比,想知道它们的优缺点吗?想知道该如何选型吗?去公众号【胖滚猪学编程】找答案吧!

数据落地

采集之后必然需要将数据落地,即存储层,常见的有:

  • MYSQL、Oracle
  • Hive、Hdfs
  • HBase
  • Redis
  • ElasticSearch
  • Tidb
  • Mongo

学习Hive、HBase、ElasticSearch、Redis、请关注公众号【胖滚猪学编程】吧!

需要说明的是,数据采集之后往往会先发送给Kafka这种消息队列,然后才真正落地到各种存储层中。

数据汇聚设计原则

从中台的角度来考虑,笔者认为,数据汇聚层的设计需要考虑几个关键的因素:

  • 设计之初就应该考虑支持各类数据源 ,支持不同来源、不同类型的数据源。数据汇聚层不是为某一种数据而生的,应该做到通用化。

  • 需要支持不同时间窗口的数据采集,实时的、非实时的、历史的。

  • 操作友好简单,即使是不懂技术的人,也可以方便的操作,进行数据同步;举例mysql同步到hive,你不应该让用户去填写复杂的sqoop任务参数,而是只需要选择源表和目的表,其他事情都交给中台去完成。

  • 合理选择存储层,不同数据源应存储在不同的地方,比如日志数据肯定不适合mysql。

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生产落地分享

笔者马上要开始分享公司真实落地案例了!网上文章千篇一律,极少数会有实战落地分享!也欢迎各位大佬指教!

首先刚刚说到设计原则,应该考虑支持各类数据源 各类落地,应该分别考虑离线和实时采集、应该要操作友好简单,不懂技术也可操作。我们整体的设计也是以这几个原则作为指导的。想分别从离线和实时采集方面介绍一下公司落地方案:

离线采集

离线同步方面、在我司主要是会采集抽取如下图所示的几个数据源数据,最终落地到HIVE或者TIDB,落地到HIVE的作用我就不多说了,大家都比较熟悉。而落地到TIDB主要是支持实时查询、实时业务分析以及各类定时跑批报表。

下面通过mysql自助化同步到hive为例,分享自助化离线数据采集模块的系统设计。

首先通过数据中台源数据管理模块,将数据源的信息一一展示出来,用户按需勾选同步:

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同步支持全量同步以及增量同步,支持附加配置,比如脱敏、加密、解密等。由于需要规范数仓表名、因此目的表名由系统自动生成,比如mysql同步到hive统一前缀ods_(后续在数仓规范中会详细说明,敬请关注公众号【胖滚猪学编程】)

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用户点击确认同步之后,首先会经过元数据管理系统,从元数据管理系统中查询出同步任务所需要的元信息(包括ip,端口,账户密码,列信息),组装成sqoop参数,将同步信息(包括申请人、申请理由、同步参数等信息)记录到mysql表中。然后调用工单系统经过上级领导审核。

工单系统审核后发消息给到mq,通过mq可实时获取到工单审核状态,如果审核通过,则在调度系统(基于EasyScheduler)自动生成任务,早期我司选择Azkaban,后来发现EasyScheduler多方面都完胜Azkaban,尤其在易用性、UI、监控方面。

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从图中可知mysql同步到hive涉及三个流程节点,以user表增量同步为例,第一步是通过sqoop任务将mysql数据同步到hive的ods_user_tmp表,第二步是将ods_user_tmp的数据merge到ods_user中(覆盖原有分区),第三步是做数据检验。

除了mysql同步到hive,其他数据源的同步也大同小异,关键是定义好流程模板(通常是shell脚本)和流程依赖,然后利用调度系统进行调度。

实时采集

实时采集模块,我司是基于Flink实时计算平台,具有如下特性:

  • 支持多种数据源:Kafka、RocketMq、Hive等
  • 支持多种落地:Kafka、JDBC、HDFS、ElasticSearch、RocketMq、HIVE等
  • 通用sql处理:数据处理直接配置一条sql即可
  • 告警策略:支持多种告警策略,如流计算堆积batch的监测、应用的启动退出等。

在设计原则上,也充分考虑了扩展性、易用性,source、process、sinkdim(维表)均为插件化开发,方面后续扩展,界面化配置,自动生成DAG图,使得不懂技术的人也可以很快上手进行流计算任务开发:

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由于篇幅问题,细节问题不能一一说清,本人将在公众号【胖滚猪学编程】持续分享,欢迎关注。
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