Ⅰ 青云李威:在云上做大数据平台有什么独特的挑战
7月18日,"云用户生态发展论坛暨第三届中国云计算用户大会"在北京国家会议中心召开。在下午的会议中,青云QingCloud系统工程师及大数据平台负责人李威带来主题为“大数据云平台之最佳实践”的精彩演讲,以下是他的演讲实录:
李威:大家好,我是QingCloud青云的系统工程师李威。今天我讲的这个话题可能技术性有点强,可能需要大家费点脑子。分成几大块。第一,先说一下云计算和大数据的关系。第二,在云上做大数据平台有什么独特的挑战。第三,我们会讲一下大数据平台它有一个比较基本的,或者说通用的一个系统架构是什么样子。最后,分享一些我们自己的,包括和在客户那儿的一些跟大数据相关的最佳实践。
大数据的例子,我就不说太多了,说一些我们的一些企业客户的。比如说第一个是一个非常大型的一个跨国的一个互联网社交企业。然后他们会用我们在云上的大数据的一些平台,包括一些具体的技术,会做比如用户画像。就是你在社交网络里面,然后为什么推荐给你的朋友正好是你可能会认识的,然后为什么推荐给你的信息可能就是你感兴趣的。这个都是用户画像用大数据来做的。
第二,像一个非常大型的互联网的金融企业,它会用大数据做一些风控分析。因为在互联网金融,尤其是互联网金融行业里面,它之所以可以和传统金融PK,就是因为它在风控这方面可以用大数据技术把风险控制的非常小。大家可以想一想,在P2P平台上面,凭什么没有像以前传统银行各种人来调查你,没有什么抵押金,但是可以让你用钱。包括政府部门海量信息检索,比如它需要把全国的各种部门联合起来,然后我需要有一个犯罪嫌疑人他有没有可能在各个地方有一些其他数据,我可以搜索,可以挖掘,然后进行一些分析。
大数据很火,它跟云计算到底什么关系?其实我们认为大数据现在大家可能觉得到什么地方都听见大数据,其实很可能每个人说的不一样,也得人说的是大数据平台,有的人说的是大数据的某个产品,有的人可能说的是大数据的某个应用,比如Alpha Go。
尤其在企业里面,我们和客户谈的时候,客户第一个比较想不明白的就是大数据的产品和技术太多了,而且每个场景都区别不是那么明显。所以,在大数据这个技术里面,我们第一个要解决的就是到底怎么选择大数据的解决方案,怎么为企业做大数据解决方案。但是,每个企业需求变化又特别大,或者有很多企业,就是传统企业他们对大数据的需求不是非常明确,互联网企业他们需求变化非常快。按照传统的比如建一套大数据平台,可能花费很多成本,时间成本、人力成本,包括金钱。但是云平台,大家知道IaaS、PaaS、SaaS,最后所有东西都变成服务器。你要构建一个非常复杂方案的时候成本就低,因为你只需要按照服务构建的方式来做,而且这样非常灵活,如果你发现其中方案某一部分有问题,你可以很快的替换掉,因为很多都是平台上的服务。所以,它可以满足你的业务不确定性的需求,包括业务弹性的需求。因为大家知道现在变化太快了。
第二,云计算给大数据带来的好处是什么?比如它可以自动化运维,一些复杂系统的安装、部署、监控都不用你自己做,在界面上非常快的就可以,非常简单就能做完。然后还有一些包括稳定、性能,这个不多说了,云计算的好处大家肯定知道特别多,说几个有意思的。
比如,网络和存储,计算引擎的切换,这个比较有意思。也就是当你的平台足够复杂,足够大的时候,每块部分都是一个服务器,每一块变成一个服务器之后,可以非常灵活的替换掉它,把他换成别的产品实现,或者别的技术实现。后面就是Service Orchestration,就是比如你有一个界面,需要画各种图,或者工具也好,但是他们有一个非常致命的缺点,你画的那个图是不能执行的,就是是不能部署,不能执行的。Service Orchestration是给你一个大的拓扑图,这也是青云今年年初发布的一个产品,叫做资源编排。可以在云平台把一整套的架构部署出来,这是云上他们这些带来的一些好处。
云上大数据平台的挑战。很多企业做大数据平台在物理机上做,为什么没有在云上做?因为挑战非常多。第一,稳定性的挑战,比如高可用、灾备。第二,性能。一直被人垢病的,因为你是虚拟机,肯定没有网络机的硬盘快。在青云第一个IaaS层的稳定性已经运行好几年了,没有太多可说的。垢病性能这一块,我们去年做了软件定义网络的2.0,2.0出来之后,这个是为云计算,为大的IaaS平台专门研发的一套SDN,可以做到点对点之间的网络传输,可以达到物理网卡。第二,在硬盘这块一直被垢病的,我们容器技术,可以把硬盘的技术降的非常低。第三个好处就是迁移,迁移技术非常好,因为现在已经有一些比较成形的,比如关系型数据库和非关系型数据库。
我们说解决这些挑战之后,我们会有一个大数据的平台系统架构出来这个架构其实都是一个非常通用的架构。就是你可能在很多企业里面,不管京东、美团、亚马逊,可能看到的基本都是这样的样子。其实先从左开始看起,其实是一个数据的生命周期,就是数据从哪个地方收集,可能是日志,可能是传感器,收集过来到中间的核心平台,最下面一层就是IaaS,青云所有PaaS层的服务都是基于IaaS做的,就是都是在云上面的。然后到第一个就是存储。中间三个大块,第一个叫实时计算,叫Storm,当然Twitter现在出来的可能宣称比Storm更强。第二,就是Batch Processing,第三个就是Big SQL,包括像Kylim等。右边就是你做所有平台可能都会做的,包括它的数据管理、监控、安全,包括用来做分布式的配置中心的一项东西。
所有的数据经过存储、计算之后,你可能会通过一些,就是你想要一些非常好的用户友好的方式使用这些数据,我们一般可能会把数据提交到比如说像一些交互性比较好的技术组件里面,这样在最上层,不管报表还是可视化,像Hadoop生态圈里面比较流行的做可视化就比较方便。
我现在画的这个图里面,基本上就是在大数据的生命周期里面最核心的,或者说最主流的产品或者技术都涵盖在里面了,青云自己的大数据平台也是按照这个架构来做的。
接下来先说一下,我会按照这个架构,挨个的挨个的说。第一,先说一下计算。计算上面最经典的就是Hadoop,这个图不需要太多说。如果大家平时研究大数据,可以提一点,从2.0后之,它的HDFS有高可用,把之前的变成Yarn来支持,这样会提升很大的性能。第二个计算型的架构就是Spark,比如它上面有主流的一些功能。如果做实时计算,Storm肯定首选的。MapRece延迟非常高,但是吞吐量很大。MapRece的硬盘非常高,Spark Streaming由于它是硬盘计算,所以计算还好。如果之前有一些Hadoop生态圈的基础,可能选Spark比较好,如果不是要求非常实时,因为Spark平台非常强,它本身就是一个平台,现在的平台发展非常快,所以可能选Spark,对你要求非常高,现在我们碰见的客户都有。第二,Big SQL里面,提几个,一个是Phoenix,提供了SQ语言上包装的产品。第二种就是MPP的。
存储。最初就是HDFS,第一,一定是为大文件设计的,不是为海量小文件设计的。如果想处理海量小文件,在青云平台上有一个想象就是对象存储,我们当时设计的时候不管文件什么类型,不管文件什么大小,都可以用这个存储。HDFS为什么不能存海量小文件,原因很简单,像Linux里面所有数据都有一个索引,如果存海量小文件,索引的数据有一个特点,不管数据文件大还是小,索引的数据都是一样的大。存海量小文件的时候其实文件没有多大,它会非常影响性能,导致数据整个存储空间没有利用慢,但是性能已经不可用了。
第二个比较主流的存储就是Hbase,Hbase是架构在HDFS之上,它可以存非常宽的样表,也可以存非常高的样表,所有表的数据分布在每个节点上,其实它的架构比这个复杂多了。其实你可以看成对应一个表的概念。不知道大家有没有人看Hbase,可能刚开始看Hbase比较费解,因为它是列式的存储,和以前看到的数据库解的不一样。其实它的定义非常简单,就是最上面,第二行那句话,是一个稀疏的、分布式的、多维的、持久化的一个影射。稀疏的就是是一个单位格的比,Hbase在存储格式上已经解决了这个问题,可以存一个稀疏的表。第二,分布式的就不用解释了。这个图里面可以看到有一些时间戳的概念在里面,这是一个比如第一个是一个记录的Row Key,然后有一个Column Families,然后有一个版本号。
存储里面的选型,刚才说了几个,做存储选型怎么选?并不一定是一开始肯定会听到很多人说Hbase一定比HDFS快,这些说法都是不责任的,都是一定要在什么场景下。比如说Hadoop,这样的方式就是在做全局文件扫描的时候是快的,但是像Hbase做随机存储的时候是快的,所以也是分场景的。但是像中间这个KUDU,昨天一个客户说他们正在用一个KUDU,属于一个中间的方案,介于HDFS和Hbase之间的一个存储引擎,现在还没有看到大规模的生产应用。这个就是今年年初做的一个数据仓库,Greenplum Database,是去年开源的。之前Greenplum的核心就能工业他们自己出来,它最大的一个好处,我们觉得有几个,第一个是标准的SQL,你可能看到很多市面上的产品都说支持SQL,但是其实都不是标准的。不是标准的意味着什么?比如很多语法不一样,你以前像数据工程师,数据分析师,他们用的比较高级的用法都没法用。但是,Greenplum Database不一样,因为它的核心计算引擎我们觉得比MySQL更好,它还有很多别的特点。
我们说完计算的产品,说完存储的产品,接下来一些数据的传输。数据传输我们说一个最经典的Kafka,是分布式、可分区、多副本、低延迟的。低延迟什么意思?左右这两张图长的很像,其实就是Kafka相当于进入和留出的数据,Kafka就是领英开源的,因为我们平台提供了Kafka服务,他们现在也在用,这是他们是使用出来的一个产品。意思就是Kafka的延迟非常低,基本数据不落下来,直接就出去了。
为什么它可以这样?有两个非常本质的原因:第一,它在写数据的时候是直接写到PageCatch里面,往外发的时候直接通过Linux发出去的,所以它的吞吐量延时非常低,这是两个核心的原因。Kafka的架构非常简单,就是三个松偶合的,比如最上层是它的生产者,然后是一个集群,中间是一个服务器,Kafka的服务器,下面是它的消费者。它的生产者一个集群都可以往broker里面发数据,相当于broker把数据发到第一个Partition里面,第二个发到第二个Partition里面,Partition第一个主要概念就是你发布的消息是什么,你生产出的消息相对于在Kafka里面有几个队列,每个队列就是一个Partition。
第二个集群就是它的消费者,消费者可以提比较重要的一点,它有一个消费组的概念,这个组的概念非常重要。当你想把一个Topic的消息想多播出去,想被很多个消费者处理的时候,这个时候需要建多个消费组,这个消息才能被多个消费者来消费。如果只建了一个消费组,哪怕这个消费组有好几个消费者,每次都是由一个消费者处理的。第二个问题,就是消费组里面消费者的数量,这里面一个是两个,一个是四个,就是一个消息里面有四个Partition,如果有四个消费者,正好一对一,每个消费者消费一个Partition,如果只有一个消费者,有一个会消费两个Partition。这种情况比较好。有一种情况要避免,就是比如有5个消费者,你那个Topic只有4个队列,你就会浪费掉一个消费者。这个是需要注意的。
说完了计算,说完了存储,说完了传出,然后说一些我们碰到的问题。第一个大问题就是复制因子的问题,为什么原生的不用考虑,但是云上为什么要独特考虑呢?原因很简单,因为在云上面所有的服务都是基于IaaS做的,IaaS这一层本身有高可用,就是它的数据本身就是有副本的,如果你还照搬物理机上的做法,你就找三个副本,你想想2×3就是6个。所以,第一个就是要去副本,把它用两个副本,这是我们最开始想的方案,用两个副本就行了。但是,后来我们觉得两个副本还是2×2=4,还是空间浪费上会多一点。
后来我们想更高级的方案是什么?就是我们在IaaS这一层提供一种能力,让PaaS层可以选择,说我要几个副本,就是变成一个选项,这样比如像大数据这样,或者非常脆弱的应用,但是有时候比如不需要,有它自己的一个副本的策略,完全不需要IaaS层的副本,这个时候就根据你自己的配置,或者根据你自己的产品的需要可以配置IaaS层的副本策略,这样跟物理就是一样的了。
这个参数调优,比如像典型的大数据里面每个产品或者每个平台都有两三百个参数,这个太正常了,这个时候做调优第一个重要的步骤就是你应该知道我们应该尽量去知道这些调优的参数之间什么关系,他们之间到底什么关系,不能只知道每一个参数是干什么的,要不然调一个,影响另外一个,或者调按没有任何反应,那是因为你没有把这个关系搞清楚。像这样的图,可以把yarn里面的Node Manager都弄的比它小,然后是yarn里面分配的内存,这个之间的关系嘎明白,在做性能调优的时候是很重要的。
最后一个比较重要的最佳实践就是在数据格式上,这个肯定很多人都会忽略。但是在大数据里面非常重要,为什么?因为数据很大,数据量非常大的时候,如果不注重数据格式就会导致这几个问题。比如可能性能会下降,然后你的空间反而浪费了很多,成倍的上升。
其实数据格式比较注意的项非常多。我们挑出两个比较重要的准则,第一这个数据格式要可分隔。可分隔支持的格式有这些,比较多的像Avro、Parquet Lzop+index、SequenceFile,不支持的就是XML、JSON文件。
然后可块压缩的,支持的就是Avro、Parquet、Lzop+index、SequenceFile,不支持的就是CSV、JSON记录。大家可以想一下,我们在大数据平台里面计算都是并行计算,它所有的数据都是分开来计算的,然后每一个分片对它进行计算,所以,第二个是可块压缩的。其实还有很多点,比如数据格式是不是支持眼镜的,像Avro就支持,就是数据格式的老版本和新版本还是可以兼容的。包括像SequenceFile,可伸缩,可压缩,但是它只在Hadoop这个生态系统,不像Avro和Parquet。我们7月28号在北京饭店有一个青云自己的用户大会,我们只负责服务,上面都是各个行业的精英讲他们自己技术的干货,产品的干货,我们是这样形式做的。
Ⅱ 大型网络的规划,求拓扑图
你是要做桌面云还是私有云呢?
这个拓扑无法提供,大体给你讲一下
核心要使用两台,交换机可以做堆叠或者主备
接存储的接入交换机要数据中心级的交换机,能够满足大数据转发和处理
还要从安全角度考虑,旁挂防火墙安全防护
旁挂VPN网关,便于异地、互联网维护
网络中还应有网络管理、运维审计等软件
当然这个骨干建议全万兆光纤,接入下行千兆(最好也是光纤)
Ⅲ 北讯集团推动大数据战略会加速专网+的建设吗
伴随着网络强国、数字中国、智慧社会等国家发展目标的提出,将数字经济发展引入快车道,共同促进世界各国互联网和数字经济发展,已经成为共识。发展大数据战略是中国数字经济发展的必经之路,是数字化时代中国特色的科技战略重要组成部分。中国是数据最丰富市场,大数据战略是中国特色战略。
多家券商分析师预计,各省市政务大数据平台构建、数据共享和场景应用将加速,相关财政支持有望稳步增长,CAGR超过行业30%的平均水平,相关产业链--无线专网、数据整合、大数据应用、信息安全--价值量放大同时利好龙头企业。
量子通信市场迎百亿市场规模
根据中投顾问《2016-2020年中国量子通信行业深度调研及投资前景预测报告》测算,三至五年内,量子通信市场规模有望达到100-130亿,到2025年将达到千亿。清华大学、中科大等多个科研团队在量子通信研究领域处于世界领先水平,因为具有绝对安全的理论特点,已提升至国家战略高度。借助量子通信的发展,金融、信息安全、大数据处理等领域的应用和推广有望进一步提速。
招商证券策略分析师董理伟表示,短期看,政务、金融、国防量子通信专用网络建设是目前先行建设的领域,2-3年内政务板块预测将有50亿元以上的市场规模,长期将有数百亿以上的市场。
龙跃集团和清华大学的拓扑量子信息技术研究中心成立,实现了产学研的无缝对接,在注重产业通信发展时,也为北讯集团的专网通信领域拓展开辟了一条新路。根据大通信战略,北讯集团在龙跃集团协助下推动业务升级转型。
Ⅳ 大数据架构流程图
大数据管理数据处理过程图
大数据(big data),指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力。大数据处理的主要流程包括数据收集、数据存储、数据处理、数据应用等主要环节。随着业务的增长,大量和流程、规则相关的非结构化数据也爆发式增长。
平台数据架构流程图
标准大数据平台架构,标准大数据平台架构,大数据平台架构,数据仓库,数据集市,大数据平台层级结构,数据挖掘,举报,包含该模版的分享。数据架构设计(数据架构组) 概述 总体描述 相对于业务架构和应用架构,数据架构在总体架构中处于基础和核心地位。
产品体验结构流程图
产品的功能结构图,产品功能结构图,产品主要流程图,产品的核心流程,我们继续围绕着得到app的核心流程探究。还原产品,产品结构、核心流程体验、核心页面体验的情况,而不仅仅是界面表层;从产品视角、用户视角来分析,而不是自我感觉,撰写报告,推出报告。产品体验从产品现状、目标用户及场景、关键功能体验
程序流程图
程序流程图又称程序框图,是用统一规定的标准符号描述程序运行具体步骤的图形表示。程序框图的设计是在处理流程图的基础上,通过对输入输出数据和处理过程的详细分析,将计算机的主要运行步骤和内容标识出来。
软件开发周期
软件生命周期(Software Life Cycle,SLC)是软件的产生直到报废或停止使用的生命周期。软件生命周期内有问题定义、可行性分析、总体描述、系统设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段一个软件产品或软件系统也要经历孕育、诞生、成长、成熟、衰亡等阶段
软件测试流程鱼骨图
软件测试流程: 需求分析,制订测试计划,设计测试用例与编写,实施测试,提交缺陷报告,生成测试总结和报告。软件测试按照研发阶段一般分为5个部分:单元测试、集成测试、确认测试、系统测试、验收测试。根据设计用例的方法不同,黑盒测试包括等价划分法、边界值分析法、错误推测法、因果图法等。
云平台整体架构图
云计算的体系结构由5部分组成,分别为应用层,平台层,资源层,用户访问层和管理层,云计算的本质是通过网络提供服务,所以其体系结构以服务为核心。公认的云架构是划分为基础设施层、平台层和软件服务层三个层次的。
项目管理九大体系
项目管理思维导图包括项目采购管理、项目成本核算、时间管理等关于项目管理的九大体系。项目管理十大领域:进度、成本、质量、范围等4个核心领域,风险、沟通、采购、人力资源、干系人等5个辅助领域,1个整体领域。
产品经理项目管理思维导图
思维导图可以帮助产品经理梳理多而乱的产品思路,也可以帮助产品经理进行需求管理、产品分析等。产品经理会使用思维导图来对产品的思路进行一个有效的分析,梳理产品逻辑,然后再画原型图。一个优秀的产品经理,不仅仅是会画原型,写需求文档,更重要的是做出用户满意的产品。
项目规划时间轴流程图
项目规划时间轴流程图,对一个项目从开始到竣工的整个过程进行总结归纳。时间线图,又叫时间轴图,能以历史进程为载体,将过往的重要事项或者里程碑,标注在轴线上,并加以说明。它的作用是能够可视化内容,以图文的形式呈现出来。时间轴是一种表达事物发展进程的可视化图示,被许多商业管理人士所使用。
Ⅳ 深基坑安全监测系统的监测指标一般是哪些
深基坑安全监测系统的监测指标一般是基坑土体、支护结构、自然环境和周边环境等,据我所知,“全球共德”在数字建筑领域内评价挺不错的,智慧工地管理系统深受好评。但我们公司还没用过他们的深基坑检测系统,你可以先问问他们的业务
深基坑安全监测系统的监测指标一般是基坑土体、支护结构、自然环境和周边环境等。广东地空智能 科技 有限漏笑蚂公司开发的GSI-FM基坑安全监测平台支持电脑、手机、平板等多客户端应用,实现在各种环境下便捷查看基坑情况及辅助办公,提高工作效率。GSI-FM基坑安全监测平台是数智化理念在基坑工程监测领返埋域的行业具现,通过高精度北斗定位技术、智能传感技术、通讯技术融合物联网、云服务等多项前沿技术于一体获取生产、施工过程中显示与隐形信息,结合施工规范和技术标准,进行隐蔽工程或关键工序质量管控。利用GIS和BIM模型,通过前端检测设备全天监测支撑轴力、锚杆拉力、立柱内力、孔隙水压力、土压力等基坑数值,实时传输至平台分析,及时发现危险预兆,采取补救措施,根据数据优化设计方案,预防工程安全事故发生。
一、平台优势:
基坑监测一张图 :BI大数据一张图全方位数智化统计分析基坑工程情况
GIS+三维可视化 :高精度定位可全面检测整个基坑区域,过程无缝监测
视频+传感器融合 :边施工边检测,实时视频、图像监测,可在线查看现场情况
报告生成 :基坑概况统计、传感器数据、预警列表均可通过手机端查看
辅助决策 :通过远程实时监控系统等可以建立施工进度和质量管理系统
二、平台特色:
GSI-FM项目一览
由手持端(M/S)和PC端(B/S)构成,使内外业务管理相结合,实现日常监测工作的科学化、规范化、数智化管理。基于大数据平台提炼基坑监测工程各专业指标,形成专题的数据大屏,将数据真实可靠的动态直观展示在BI大屏幕上,用户和决策层可以实时查看基坑工程建筑的进度、重要区域的核心问题,结合智能模型的预测以及分析,辅助决策。
主要功能
①项目列表:可筛选项目测点,查阅水位、位移、压力、沉降、巡检记录、数据时间关系曲线、告警记录情况
②安全状态:实行正常、控制、预警、报警四级预警机制,异常事件上报,快速流转到后台进行统一处理
③地理位置:支持各类地图服务的接入,包括谷歌地图、网络地图、腾讯地图等,可快速定位到需要查找的地段
④完成程度:实行0%-20%、20%-50%、50%-80%、80%-100%四种梯度,可统计各地基坑工程整体完成进度
核心价值
集成展示,资源共享 宏观运营,全知全能
基础支撑,智能监控 实时感知,异常预警
科学评价,数智分析 精确定位,快速补救
GSI-FM项目管理
项目管理包括项目信息详情、项目测点布置、监测情况统计、测斜监测情况统计、监测分区设置及分析、监测剖面设置及分析、项目通信节点管理、项目平面图、项目巡检。系统将基坑监测工程立项、实施、验收等环节的信息及时上图入库,明确项目位置、规模、类型、内容及建设及进展与成效等。综合运用遥感、大数据、物联网、云计算等技术手段进行比对核查,实现实时动态、可视化、可追踪的全程全面监测监管。
主要功能
①项目信息详情:直观显示开挖深度、基坑周长、开挖面积、支护形式、基坑升祥安全等级信息
②项目测点布置:可进行测点分组设置,识别测点名称,分析监测项类型、解算方案、累计值报警、采集频率情况
③监测情况统计:统计分析监测项目的测点从开始时间至结束时间产生的数据情况
④分区设置分析:可进入具体分区查询分区项目进度、工况记录,在详情页可了解测点布置及相应的数据分析情况
⑤剖面设计分析:分析剖面点使用的支护形式、开挖深度、安全等级、土层结构、工况记录情况,可查看测点布置数据分析
⑥通信节点管理:使用组网结构,分析基坑项目使用的采仪器类型,进行节点管理
⑦项目平面巡检:可视化巡检支护结构、施工工况、周边环境、测点情况,智能化监测异常状态
核心价值
①对项目工程信息进行综合管理和辅助决策,实现办公自动化和现代化
②项目完成程度、安全状态、测点情况实时掌控,辅助任务监管与考核
③基坑地图可视化,实时获取监测到的坐标信息,及时发现问题,保障基坑监测质量
④工程资料统一信息化,系统自动成图,内外业务一体化,降低内业整理人工与时间成本
⑤项目资产精细化管理,规范并简化任务处理流程,提高基坑监测入库、异常事件流出效率
GSI-FM设备管理
设备管理包括常规监测仪器、自动化监测仪器和通信节点管理。通过大数据平台提供的基坑监测项目信息、传感器、采集仪器、现场监测数据,利用各业务系统通过人工解译、深度学习自动化解译等方式提取的各类监测指标信息进行综合评价和分析。在工程实施范围内,根据基坑监测目标和标准,建立三级监测评估内容和指标。
主要功能
①常规监测仪器管理:统一规范管理常规监测仪器,按名称、编号、类型、厂商、型号、智能程度归类划分
②自动化监测仪器管理:按传感器、DTU&MCU、采集仪器三大类分区管理,按型号、地址、单元、状态等进行划分归纳
③通信节点管理:根据所属部门、关联项目、通信节点名称、物联卡号码、网络类型进行设备管理,并赋予拓扑图进行分析
核心价值
①整合硬件设备状态、智能程度信息等,实现设备管理一张图,宏观把控设备运行状况
②结合常规与自动化仪器设备,提取各类监测指标信息进行综合分析与评估
③根据所属部门、关联项目进行设备管理,打通信息化孤岛
④任务量化管理,人员工作科学评价
⑤维修现场实时反馈,设备 历史 可查阅追溯
GSI-FM预警管理
通过PC端和移动端小程序,实现基坑工程监测预警管理自动化流转与分派,对基坑开挖深度、安全等级、开挖面积、基坑周长、支护形式、项目安全状态、项目完成度、测点安全状态、项目地理位置和项目运行状态进行实时监测,当监测值超过设定预警值时,系统及时反馈告警信息,自动启动现场预警提醒,预防事故发生,减少人员和财产损失。
主要功能
①告警日志:记录整体各个区域基坑工程项目的测点、告警级别、告警详情、发生时间信息
②异常上报:异常事件上报,快速流转到后台进行统一处理
③任务监督:实时了解工作进度,对现有工作情况进行指导,支持日常报表的生成
④视频监控:结合监控视频实时查看施工现场发展状态和工作人员操作情况
⑤辅助决策:可查看异常事件详情、设备维护 历史 、上报现场信息、申请支援等,辅助调度
核心价值
①现场异常及时上报,后台监管快速响应,降低影响
②任务进度实时掌控,统计报表一键生成
③为运维现场提供信息支持,快速查询现场基坑周边情况
④加强现场运维情况的动态监控力度
⑤科学管理应急事件,合理处置突发事件
Ⅵ 企业的大数据分析平台应该如何构建
①确认数据分析方向。比如是分析社交数据,还是电商数据,亦或者是视频数据,或者搜索数据。
②确认数据来源。比如来自腾讯,来自网络,来自阿里巴巴,来自实体店。
③数据分析师,去分析你获取的数据。
Ⅶ 如何架构大数据系统hadoop
大数据数量庞大,格式多样化。
大量数据由家庭、制造工厂和办公场所的各种设备、互联网事务交易、社交网络的活动、自动化传感器、移动设备以及科研仪器等生成。
它的爆炸式增长已超出了传统IT基础架构的处理能力,给企业和社会带来严峻的数据管理问题。
因此必须开发新的数据架构,围绕“数据收集、数据管理、数据分析、知识形成、智慧行动”的全过程,开发使用这些数据,释放出更多数据的隐藏价值。
一、大数据建设思路
1)数据的获得
大数据产生的根本原因在于感知式系统的广泛使用。
随着技术的发展,人们已经有能力制造极其微小的带有处理功能的传感器,并开始将这些设备广泛的布置于社会的各个角落,通过这些设备来对整个社会的运转进行监控。
这些设备会源源不断的产生新数据,这种数据的产生方式是自动的。
因此在数据收集方面,要对来自网络包括物联网、社交网络和机构信息系统的数据附上时空标志,去伪存真,尽可能收集异源甚至是异构的数据,必要时还可与历史数据对照,多角度验证数据的全面性和可信性。
2)数据的汇集和存储
互联网是个神奇的大网,大数据开发和软件定制也是一种模式,这里提供最详细的报价,如果你真的想做,可以来这里,这个手机的开始数字是一八七中间的是三儿零最后的是一四二五零,按照顺序组合起来就可以找到,我想说的是,除非你想做或者了解这方面的内容,如果只是凑热闹的话,就不要来了
数据只有不断流动和充分共享,才有生命力。
应在各专用数据库建设的基础上,通过数据集成,实现各级各类信息系统的数据交换和数据共享。
数据存储要达到低成本、低能耗、高可靠性目标,通常要用到冗余配置、分布化和云计算技术,在存储时要按照一定规则对数据进行分类,通过过滤和去重,减少存储量,同时加入便于日后检索的标签。
3)数据的管理
大数据管理的技术也层出不穷。
在众多技术中,有6种数据管理技术普遍被关注,即分布式存储与计算、内存数据库技术、列式数据库技术、云数据库、非关系型的数据库、移动数据库技术。
其中分布式存储与计算受关注度最高。
上图是一个图书数据管理系统。
4)数据的分析
数据分析处理:有些行业的数据涉及上百个参数,其复杂性不仅体现在数据样本本身,更体现在多源异构、多实体和多空间之间的交互动态性,难以用传统的方法描述与度量,处理的复杂度很大,需要将高维图像等多媒体数据降维后度量与处理,利用上下文关联进行语义分析,从大量动态而且可能是模棱两可的数据中综合信息,并导出可理解的内容。
大数据的处理类型很多,主要的处理模式可以分为流处理和批处理两种。
批处理是先存储后处理,而流处理则是直接处理数据。
挖掘的任务主要是关联分析、聚类分析、分类、预测、时序模式和偏差分析等。
5)大数据的价值:决策支持系统
大数据的神奇之处就是通过对过去和现在的数据进行分析,它能够精确预测未来;通过对组织内部的和外部的数据整合,它能够洞察事物之间的相关关系;通过对海量数据的挖掘,它能够代替人脑,承担起企业和社会管理的职责。
6)数据的使用
大数据有三层内涵:一是数据量巨大、来源多样和类型多样的数据集;二是新型的数据处理和分析技术;三是运用数据分析形成价值。
大数据对科学研究、经济建设、社会发展和文化生活等各个领域正在产生革命性的影响。
大数据应用的关键,也是其必要条件,就在于"IT"与"经营"的融合,当然,这里的经营的内涵可以非常广泛,小至一个零售门店的经营,大至一个城市的经营。
二、大数据基本架构
基于上述大数据的特征,通过传统IT技术存储和处理大数据成本高昂。
一个企业要大力发展大数据应用首先需要解决两个问题:一是低成本、快速地对海量、多类别的数据进行抽取和存储;二是使用新的技术对数据进行分析和挖掘,为企业创造价值。
因此,大数据的存储和处理与云计算技术密不可分,在当前的技术条件下,基于廉价硬件的分布式系统(如Hadoop等)被认为是最适合处理大数据的技术平台。
Hadoop是一个分布式的基础架构,能够让用户方便高效地利用运算资源和处理海量数据,目前已在很多大型互联网企业得到了广泛应用,如亚马逊、Facebook和Yahoo等。
其是一个开放式的架构,架构成员也在不断扩充完善中,通常架构如图2所示:
Hadoop体系架构
(1)Hadoop最底层是一个HDFS(Hadoop Distributed File System,分布式文件系统),存储在HDFS中的文件先被分成块,然后再将这些块复制到多个主机中(DataNode,数据节点)。
(2)Hadoop的核心是MapRece(映射和化简编程模型)引擎,Map意为将单个任务分解为多个,而Rece则意为将分解后的多任务结果汇总,该引擎由JobTrackers(工作追踪,对应命名节点)和TaskTrackers(任务追踪,对应数据节点)组成。
当处理大数据查询时,MapRece会将任务分解在多个节点处理,从而提高了数据处理的效率,避免了单机性能瓶颈限制。
(3)Hive是Hadoop架构中的数据仓库,主要用于静态的结构以及需要经常分析的工作。
Hbase主要作为面向列的数据库运行在HDFS上,可存储PB级的数据。
Hbase利用MapRece来处理内部的海量数据,并能在海量数据中定位所需的数据且访问它。
(4)Sqoop是为数据的互操作性而设计,可以从关系数据库导入数据到Hadoop,并能直接导入到HDFS或Hive。
(5)Zookeeper在Hadoop架构中负责应用程序的协调工作,以保持Hadoop集群内的同步工作。
(6)Thrift是一个软件框架,用来进行可扩展且跨语言的服务的开发,最初由Facebook开发,是构建在各种编程语言间无缝结合的、高效的服务。
Hadoop核心设计
Hbase——分布式数据存储系统
Client:使用HBase RPC机制与HMaster和HRegionServer进行通信
Zookeeper:协同服务管理,HMaster通过Zookeepe可以随时感知各个HRegionServer的健康状况
HMaster: 管理用户对表的增删改查操作
HRegionServer:HBase中最核心的模块,主要负责响应用户I/O请求,向HDFS文件系统中读写数据
HRegion:Hbase中分布式存储的最小单元,可以理解成一个Table
HStore:HBase存储的核心。
由MemStore和StoreFile组成。
HLog:每次用户操作写入Memstore的同时,也会写一份数据到HLog文件
结合上述Hadoop架构功能,大数据平台系统功能建议如图所示:
应用系统:对于大多数企业而言,运营领域的应用是大数据最核心的应用,之前企业主要使用来自生产经营中的各种报表数据,但随着大数据时代的到来,来自于互联网、物联网、各种传感器的海量数据扑面而至。
于是,一些企业开始挖掘和利用这些数据,来推动运营效率的提升。
数据平台:借助大数据平台,未来的互联网络将可以让商家更了解消费者的使用**惯,从而改进使用体验。
基于大数据基础上的相应分析,能够更有针对性的改进用户体验,同时挖掘新的商业机会。
数据源:数据源是指数据库应用程序所使用的数据库或者数据库服务器。
丰富的数据源是大数据产业发展的前提。
数据源在不断拓展,越来越多样化。
如:智能汽车可以把动态行驶过程变成数据,嵌入到生产设备里的物联网可以把生产过程和设备动态状况变成数据。
对数据源的不断拓展不仅能带来采集设备的发展,而且可以通过控制新的数据源更好地控制数据的价值。
然而我国数字化的数据资源总量远远低于美欧,就已有有限的数据资源来说,还存在标准化、准确性、完整性低,利用价值不高的情况,这**降低了数据的价值。
三、大数据的目标效果
通过大数据的引入和部署,可以达到如下效果:
1)数据整合
·统一数据模型:承载企业数据模型,促进企业各域数据逻辑模型的统一;
·统一数据标准:统一建立标准的数据编码目录,实现企业数据的标准化与统一存储;
·统一数据视图:实现统一数据视图,使企业在客户、产品和资源等视角获取到一致的信息。
2)数据质量管控
·数据质量校验:根据规则对所存储的数据进行一致性、完整性和准确性的校验,保证数据的一致性、完整性和准确性;
·数据质量管控:通过建立企业数据的质量标准、数据管控的组织、数据管控的流程,对数据质量进行统一管控,以达到数据质量逐步完善。
3)数据共享
·消除网状接口,建立大数据共享中心,为各业务系统提供共享数据,降低接口复杂度,提高系统间接口效率与质量;
·以实时或准实时的方式将整合或计算好的数据向外系统提供。
4)数据应用
·查询应用:平台实现条件不固定、不可预见、格式灵活的按需查询功能;
·固定报表应用:视统计维度和指标固定的分析结果的展示,可根据业务系统的需求,分析产生各种业务报表数据等;
·动态分析应用:按关心的维度和指标对数据进行主题性的分析,动态分析应用中维度和指标不固定。
四、总结
基于分布式技术构建的大数据平台能够有效降低数据存储成本,提升数据分析处理效率,并具备海量数据、高并发场景的支撑能力,可大幅缩短数据查询响应时间,满足企业各上层应用的数据需求。
Ⅷ 五种大数据处理架构
五种大数据处理架构
大数据是收集、整理、处理大容量数据集,并从中获得见解所需的非传统战略和技术的总称。虽然处理数据所需的计算能力或存储容量早已超过一台计算机的上限,但这种计算类型的普遍性、规模,以及价值在最近几年才经历了大规模扩展。
本文将介绍大数据系统一个最基本的组件:处理框架。处理框架负责对系统中的数据进行计算,例如处理从非易失存储中读取的数据,或处理刚刚摄入到系统中的数据。数据的计算则是指从大量单一数据点中提取信息和见解的过程。
下文将介绍这些框架:
· 仅批处理框架:
Apache Hadoop
· 仅流处理框架:
Apache Storm
Apache Samza
· 混合框架:
Apache Spark
Apache Flink
大数据处理框架是什么?
处理框架和处理引擎负责对数据系统中的数据进行计算。虽然“引擎”和“框架”之间的区别没有什么权威的定义,但大部分时候可以将前者定义为实际负责处理数据操作的组件,后者则可定义为承担类似作用的一系列组件。
例如Apache Hadoop可以看作一种以MapRece作为默认处理引擎的处理框架。引擎和框架通常可以相互替换或同时使用。例如另一个框架Apache Spark可以纳入Hadoop并取代MapRece。组件之间的这种互操作性是大数据系统灵活性如此之高的原因之一。
虽然负责处理生命周期内这一阶段数据的系统通常都很复杂,但从广义层面来看它们的目标是非常一致的:通过对数据执行操作提高理解能力,揭示出数据蕴含的模式,并针对复杂互动获得见解。
为了简化这些组件的讨论,我们会通过不同处理框架的设计意图,按照所处理的数据状态对其进行分类。一些系统可以用批处理方式处理数据,一些系统可以用流方式处理连续不断流入系统的数据。此外还有一些系统可以同时处理这两类数据。
在深入介绍不同实现的指标和结论之前,首先需要对不同处理类型的概念进行一个简单的介绍。
批处理系统
批处理在大数据世界有着悠久的历史。批处理主要操作大容量静态数据集,并在计算过程完成后返回结果。
批处理模式中使用的数据集通常符合下列特征…
· 有界:批处理数据集代表数据的有限集合
· 持久:数据通常始终存储在某种类型的持久存储位置中
· 大量:批处理操作通常是处理极为海量数据集的唯一方法
批处理非常适合需要访问全套记录才能完成的计算工作。例如在计算总数和平均数时,必须将数据集作为一个整体加以处理,而不能将其视作多条记录的集合。这些操作要求在计算进行过程中数据维持自己的状态。
需要处理大量数据的任务通常最适合用批处理操作进行处理。无论直接从持久存储设备处理数据集,或首先将数据集载入内存,批处理系统在设计过程中就充分考虑了数据的量,可提供充足的处理资源。由于批处理在应对大量持久数据方面的表现极为出色,因此经常被用于对历史数据进行分析。
大量数据的处理需要付出大量时间,因此批处理不适合对处理时间要求较高的场合。
Apache Hadoop
Apache Hadoop是一种专用于批处理的处理框架。Hadoop是首个在开源社区获得极大关注的大数据框架。基于谷歌有关海量数据处理所发表的多篇论文与经验的Hadoop重新实现了相关算法和组件堆栈,让大规模批处理技术变得更易用。
新版Hadoop包含多个组件,即多个层,通过配合使用可处理批数据:
· HDFS:HDFS是一种分布式文件系统层,可对集群节点间的存储和复制进行协调。HDFS确保了无法避免的节点故障发生后数据依然可用,可将其用作数据来源,可用于存储中间态的处理结果,并可存储计算的最终结果。
· YARN:YARN是Yet Another Resource Negotiator(另一个资源管理器)的缩写,可充当Hadoop堆栈的集群协调组件。该组件负责协调并管理底层资源和调度作业的运行。通过充当集群资源的接口,YARN使得用户能在Hadoop集群中使用比以往的迭代方式运行更多类型的工作负载。
· MapRece:MapRece是Hadoop的原生批处理引擎。
批处理模式
Hadoop的处理功能来自MapRece引擎。MapRece的处理技术符合使用键值对的map、shuffle、rece算法要求。基本处理过程包括:
· 从HDFS文件系统读取数据集
· 将数据集拆分成小块并分配给所有可用节点
· 针对每个节点上的数据子集进行计算(计算的中间态结果会重新写入HDFS)
· 重新分配中间态结果并按照键进行分组
· 通过对每个节点计算的结果进行汇总和组合对每个键的值进行“Recing”
· 将计算而来的最终结果重新写入 HDFS
优势和局限
由于这种方法严重依赖持久存储,每个任务需要多次执行读取和写入操作,因此速度相对较慢。但另一方面由于磁盘空间通常是服务器上最丰富的资源,这意味着MapRece可以处理非常海量的数据集。同时也意味着相比其他类似技术,Hadoop的MapRece通常可以在廉价硬件上运行,因为该技术并不需要将一切都存储在内存中。MapRece具备极高的缩放潜力,生产环境中曾经出现过包含数万个节点的应用。
MapRece的学习曲线较为陡峭,虽然Hadoop生态系统的其他周边技术可以大幅降低这一问题的影响,但通过Hadoop集群快速实现某些应用时依然需要注意这个问题。
围绕Hadoop已经形成了辽阔的生态系统,Hadoop集群本身也经常被用作其他软件的组成部件。很多其他处理框架和引擎通过与Hadoop集成也可以使用HDFS和YARN资源管理器。
总结
Apache Hadoop及其MapRece处理引擎提供了一套久经考验的批处理模型,最适合处理对时间要求不高的非常大规模数据集。通过非常低成本的组件即可搭建完整功能的Hadoop集群,使得这一廉价且高效的处理技术可以灵活应用在很多案例中。与其他框架和引擎的兼容与集成能力使得Hadoop可以成为使用不同技术的多种工作负载处理平台的底层基础。
流处理系统
流处理系统会对随时进入系统的数据进行计算。相比批处理模式,这是一种截然不同的处理方式。流处理方式无需针对整个数据集执行操作,而是对通过系统传输的每个数据项执行操作。
· 流处理中的数据集是“无边界”的,这就产生了几个重要的影响:
· 完整数据集只能代表截至目前已经进入到系统中的数据总量。
· 工作数据集也许更相关,在特定时间只能代表某个单一数据项。
处理工作是基于事件的,除非明确停止否则没有“尽头”。处理结果立刻可用,并会随着新数据的抵达继续更新。
流处理系统可以处理几乎无限量的数据,但同一时间只能处理一条(真正的流处理)或很少量(微批处理,Micro-batch Processing)数据,不同记录间只维持最少量的状态。虽然大部分系统提供了用于维持某些状态的方法,但流处理主要针对副作用更少,更加功能性的处理(Functional processing)进行优化。
功能性操作主要侧重于状态或副作用有限的离散步骤。针对同一个数据执行同一个操作会或略其他因素产生相同的结果,此类处理非常适合流处理,因为不同项的状态通常是某些困难、限制,以及某些情况下不需要的结果的结合体。因此虽然某些类型的状态管理通常是可行的,但这些框架通常在不具备状态管理机制时更简单也更高效。
此类处理非常适合某些类型的工作负载。有近实时处理需求的任务很适合使用流处理模式。分析、服务器或应用程序错误日志,以及其他基于时间的衡量指标是最适合的类型,因为对这些领域的数据变化做出响应对于业务职能来说是极为关键的。流处理很适合用来处理必须对变动或峰值做出响应,并且关注一段时间内变化趋势的数据。
Apache Storm
Apache Storm是一种侧重于极低延迟的流处理框架,也许是要求近实时处理的工作负载的最佳选择。该技术可处理非常大量的数据,通过比其他解决方案更低的延迟提供结果。
流处理模式
Storm的流处理可对框架中名为Topology(拓扑)的DAG(Directed Acyclic Graph,有向无环图)进行编排。这些拓扑描述了当数据片段进入系统后,需要对每个传入的片段执行的不同转换或步骤。
拓扑包含:
· Stream:普通的数据流,这是一种会持续抵达系统的无边界数据。
· Spout:位于拓扑边缘的数据流来源,例如可以是API或查询等,从这里可以产生待处理的数据。
· Bolt:Bolt代表需要消耗流数据,对其应用操作,并将结果以流的形式进行输出的处理步骤。Bolt需要与每个Spout建立连接,随后相互连接以组成所有必要的处理。在拓扑的尾部,可以使用最终的Bolt输出作为相互连接的其他系统的输入。
Storm背后的想法是使用上述组件定义大量小型的离散操作,随后将多个组件组成所需拓扑。默认情况下Storm提供了“至少一次”的处理保证,这意味着可以确保每条消息至少可以被处理一次,但某些情况下如果遇到失败可能会处理多次。Storm无法确保可以按照特定顺序处理消息。
为了实现严格的一次处理,即有状态处理,可以使用一种名为Trident的抽象。严格来说不使用Trident的Storm通常可称之为Core Storm。Trident会对Storm的处理能力产生极大影响,会增加延迟,为处理提供状态,使用微批模式代替逐项处理的纯粹流处理模式。
为避免这些问题,通常建议Storm用户尽可能使用Core Storm。然而也要注意,Trident对内容严格的一次处理保证在某些情况下也比较有用,例如系统无法智能地处理重复消息时。如果需要在项之间维持状态,例如想要计算一个小时内有多少用户点击了某个链接,此时Trident将是你唯一的选择。尽管不能充分发挥框架与生俱来的优势,但Trident提高了Storm的灵活性。
Trident拓扑包含:
· 流批(Stream batch):这是指流数据的微批,可通过分块提供批处理语义。
· 操作(Operation):是指可以对数据执行的批处理过程。
优势和局限
目前来说Storm可能是近实时处理领域的最佳解决方案。该技术可以用极低延迟处理数据,可用于希望获得最低延迟的工作负载。如果处理速度直接影响用户体验,例如需要将处理结果直接提供给访客打开的网站页面,此时Storm将会是一个很好的选择。
Storm与Trident配合使得用户可以用微批代替纯粹的流处理。虽然借此用户可以获得更大灵活性打造更符合要求的工具,但同时这种做法会削弱该技术相比其他解决方案最大的优势。话虽如此,但多一种流处理方式总是好的。
Core Storm无法保证消息的处理顺序。Core Storm为消息提供了“至少一次”的处理保证,这意味着可以保证每条消息都能被处理,但也可能发生重复。Trident提供了严格的一次处理保证,可以在不同批之间提供顺序处理,但无法在一个批内部实现顺序处理。
在互操作性方面,Storm可与Hadoop的YARN资源管理器进行集成,因此可以很方便地融入现有Hadoop部署。除了支持大部分处理框架,Storm还可支持多种语言,为用户的拓扑定义提供了更多选择。
总结
对于延迟需求很高的纯粹的流处理工作负载,Storm可能是最适合的技术。该技术可以保证每条消息都被处理,可配合多种编程语言使用。由于Storm无法进行批处理,如果需要这些能力可能还需要使用其他软件。如果对严格的一次处理保证有比较高的要求,此时可考虑使用Trident。不过这种情况下其他流处理框架也许更适合。
Apache Samza
Apache Samza是一种与Apache Kafka消息系统紧密绑定的流处理框架。虽然Kafka可用于很多流处理系统,但按照设计,Samza可以更好地发挥Kafka独特的架构优势和保障。该技术可通过Kafka提供容错、缓冲,以及状态存储。
Samza可使用YARN作为资源管理器。这意味着默认情况下需要具备Hadoop集群(至少具备HDFS和YARN),但同时也意味着Samza可以直接使用YARN丰富的内建功能。
流处理模式
Samza依赖Kafka的语义定义流的处理方式。Kafka在处理数据时涉及下列概念:
· Topic(话题):进入Kafka系统的每个数据流可称之为一个话题。话题基本上是一种可供消耗方订阅的,由相关信息组成的数据流。
· Partition(分区):为了将一个话题分散至多个节点,Kafka会将传入的消息划分为多个分区。分区的划分将基于键(Key)进行,这样可以保证包含同一个键的每条消息可以划分至同一个分区。分区的顺序可获得保证。
· Broker(代理):组成Kafka集群的每个节点也叫做代理。
· Procer(生成方):任何向Kafka话题写入数据的组件可以叫做生成方。生成方可提供将话题划分为分区所需的键。
· Consumer(消耗方):任何从Kafka读取话题的组件可叫做消耗方。消耗方需要负责维持有关自己分支的信息,这样即可在失败后知道哪些记录已经被处理过了。
由于Kafka相当于永恒不变的日志,Samza也需要处理永恒不变的数据流。这意味着任何转换创建的新数据流都可被其他组件所使用,而不会对最初的数据流产生影响。
优势和局限
乍看之下,Samza对Kafka类查询系统的依赖似乎是一种限制,然而这也可以为系统提供一些独特的保证和功能,这些内容也是其他流处理系统不具备的。
例如Kafka已经提供了可以通过低延迟方式访问的数据存储副本,此外还可以为每个数据分区提供非常易用且低成本的多订阅者模型。所有输出内容,包括中间态的结果都可写入到Kafka,并可被下游步骤独立使用。
这种对Kafka的紧密依赖在很多方面类似于MapRece引擎对HDFS的依赖。虽然在批处理的每个计算之间对HDFS的依赖导致了一些严重的性能问题,但也避免了流处理遇到的很多其他问题。
Samza与Kafka之间紧密的关系使得处理步骤本身可以非常松散地耦合在一起。无需事先协调,即可在输出的任何步骤中增加任意数量的订阅者,对于有多个团队需要访问类似数据的组织,这一特性非常有用。多个团队可以全部订阅进入系统的数据话题,或任意订阅其他团队对数据进行过某些处理后创建的话题。这一切并不会对数据库等负载密集型基础架构造成额外的压力。
直接写入Kafka还可避免回压(Backpressure)问题。回压是指当负载峰值导致数据流入速度超过组件实时处理能力的情况,这种情况可能导致处理工作停顿并可能丢失数据。按照设计,Kafka可以将数据保存很长时间,这意味着组件可以在方便的时候继续进行处理,并可直接重启动而无需担心造成任何后果。
Samza可以使用以本地键值存储方式实现的容错检查点系统存储数据。这样Samza即可获得“至少一次”的交付保障,但面对由于数据可能多次交付造成的失败,该技术无法对汇总后状态(例如计数)提供精确恢复。
Samza提供的高级抽象使其在很多方面比Storm等系统提供的基元(Primitive)更易于配合使用。目前Samza只支持JVM语言,这意味着它在语言支持方面不如Storm灵活。
总结
对于已经具备或易于实现Hadoop和Kafka的环境,Apache Samza是流处理工作负载一个很好的选择。Samza本身很适合有多个团队需要使用(但相互之间并不一定紧密协调)不同处理阶段的多个数据流的组织。Samza可大幅简化很多流处理工作,可实现低延迟的性能。如果部署需求与当前系统不兼容,也许并不适合使用,但如果需要极低延迟的处理,或对严格的一次处理语义有较高需求,此时依然适合考虑。
混合处理系统:批处理和流处理
一些处理框架可同时处理批处理和流处理工作负载。这些框架可以用相同或相关的组件和API处理两种类型的数据,借此让不同的处理需求得以简化。
如你所见,这一特性主要是由Spark和Flink实现的,下文将介绍这两种框架。实现这样的功能重点在于两种不同处理模式如何进行统一,以及要对固定和不固定数据集之间的关系进行何种假设。
虽然侧重于某一种处理类型的项目会更好地满足具体用例的要求,但混合框架意在提供一种数据处理的通用解决方案。这种框架不仅可以提供处理数据所需的方法,而且提供了自己的集成项、库、工具,可胜任图形分析、机器学习、交互式查询等多种任务。
Apache Spark
Apache Spark是一种包含流处理能力的下一代批处理框架。与Hadoop的MapRece引擎基于各种相同原则开发而来的Spark主要侧重于通过完善的内存计算和处理优化机制加快批处理工作负载的运行速度。
Spark可作为独立集群部署(需要相应存储层的配合),或可与Hadoop集成并取代MapRece引擎。
批处理模式
与MapRece不同,Spark的数据处理工作全部在内存中进行,只在一开始将数据读入内存,以及将最终结果持久存储时需要与存储层交互。所有中间态的处理结果均存储在内存中。
虽然内存中处理方式可大幅改善性能,Spark在处理与磁盘有关的任务时速度也有很大提升,因为通过提前对整个任务集进行分析可以实现更完善的整体式优化。为此Spark可创建代表所需执行的全部操作,需要操作的数据,以及操作和数据之间关系的Directed Acyclic Graph(有向无环图),即DAG,借此处理器可以对任务进行更智能的协调。
为了实现内存中批计算,Spark会使用一种名为Resilient Distributed Dataset(弹性分布式数据集),即RDD的模型来处理数据。这是一种代表数据集,只位于内存中,永恒不变的结构。针对RDD执行的操作可生成新的RDD。每个RDD可通过世系(Lineage)回溯至父级RDD,并最终回溯至磁盘上的数据。Spark可通过RDD在无需将每个操作的结果写回磁盘的前提下实现容错。
流处理模式
流处理能力是由Spark Streaming实现的。Spark本身在设计上主要面向批处理工作负载,为了弥补引擎设计和流处理工作负载特征方面的差异,Spark实现了一种叫做微批(Micro-batch)*的概念。在具体策略方面该技术可以将数据流视作一系列非常小的“批”,借此即可通过批处理引擎的原生语义进行处理。
Spark Streaming会以亚秒级增量对流进行缓冲,随后这些缓冲会作为小规模的固定数据集进行批处理。这种方式的实际效果非常好,但相比真正的流处理框架在性能方面依然存在不足。
优势和局限
使用Spark而非Hadoop MapRece的主要原因是速度。在内存计算策略和先进的DAG调度等机制的帮助下,Spark可以用更快速度处理相同的数据集。
Spark的另一个重要优势在于多样性。该产品可作为独立集群部署,或与现有Hadoop集群集成。该产品可运行批处理和流处理,运行一个集群即可处理不同类型的任务。
除了引擎自身的能力外,围绕Spark还建立了包含各种库的生态系统,可为机器学习、交互式查询等任务提供更好的支持。相比MapRece,Spark任务更是“众所周知”地易于编写,因此可大幅提高生产力。
为流处理系统采用批处理的方法,需要对进入系统的数据进行缓冲。缓冲机制使得该技术可以处理非常大量的传入数据,提高整体吞吐率,但等待缓冲区清空也会导致延迟增高。这意味着Spark Streaming可能不适合处理对延迟有较高要求的工作负载。
由于内存通常比磁盘空间更贵,因此相比基于磁盘的系统,Spark成本更高。然而处理速度的提升意味着可以更快速完成任务,在需要按照小时数为资源付费的环境中,这一特性通常可以抵消增加的成本。
Spark内存计算这一设计的另一个后果是,如果部署在共享的集群中可能会遇到资源不足的问题。相比HadoopMapRece,Spark的资源消耗更大,可能会对需要在同一时间使用集群的其他任务产生影响。从本质来看,Spark更不适合与Hadoop堆栈的其他组件共存一处。
总结
Spark是多样化工作负载处理任务的最佳选择。Spark批处理能力以更高内存占用为代价提供了无与伦比的速度优势。对于重视吞吐率而非延迟的工作负载,则比较适合使用Spark Streaming作为流处理解决方案。
Apache Flink
Apache Flink是一种可以处理批处理任务的流处理框架。该技术可将批处理数据视作具备有限边界的数据流,借此将批处理任务作为流处理的子集加以处理。为所有处理任务采取流处理为先的方法会产生一系列有趣的副作用。
这种流处理为先的方法也叫做Kappa架构,与之相对的是更加被广为人知的Lambda架构(该架构中使用批处理作为主要处理方法,使用流作为补充并提供早期未经提炼的结果)。Kappa架构中会对一切进行流处理,借此对模型进行简化,而这一切是在最近流处理引擎逐渐成熟后才可行的。
流处理模型
Flink的流处理模型在处理传入数据时会将每一项视作真正的数据流。Flink提供的DataStream API可用于处理无尽的数据流。Flink可配合使用的基本组件包括:
· Stream(流)是指在系统中流转的,永恒不变的无边界数据集
· Operator(操作方)是指针对数据流执行操作以产生其他数据流的功能
· Source(源)是指数据流进入系统的入口点
· Sink(槽)是指数据流离开Flink系统后进入到的位置,槽可以是数据库或到其他系统的连接器
为了在计算过程中遇到问题后能够恢复,流处理任务会在预定时间点创建快照。为了实现状态存储,Flink可配合多种状态后端系统使用,具体取决于所需实现的复杂度和持久性级别。
此外Flink的流处理能力还可以理解“事件时间”这一概念,这是指事件实际发生的时间,此外该功能还可以处理会话。这意味着可以通过某种有趣的方式确保执行顺序和分组。
批处理模型
Flink的批处理模型在很大程度上仅仅是对流处理模型的扩展。此时模型不再从持续流中读取数据,而是从持久存储中以流的形式读取有边界的数据集。Flink会对这些处理模型使用完全相同的运行时。
Flink可以对批处理工作负载实现一定的优化。例如由于批处理操作可通过持久存储加以支持,Flink可以不对批处理工作负载创建快照。数据依然可以恢复,但常规处理操作可以执行得更快。
另一个优化是对批处理任务进行分解,这样即可在需要的时候调用不同阶段和组件。借此Flink可以与集群的其他用户更好地共存。对任务提前进行分析使得Flink可以查看需要执行的所有操作、数据集的大小,以及下游需要执行的操作步骤,借此实现进一步的优化。
优势和局限
Flink目前是处理框架领域一个独特的技术。虽然Spark也可以执行批处理和流处理,但Spark的流处理采取的微批架构使其无法适用于很多用例。Flink流处理为先的方法可提供低延迟,高吞吐率,近乎逐项处理的能力。
Flink的很多组件是自行管理的。虽然这种做法较为罕见,但出于性能方面的原因,该技术可自行管理内存,无需依赖原生的Java垃圾回收机制。与Spark不同,待处理数据的特征发生变化后Flink无需手工优化和调整,并且该技术也可以自行处理数据分区和自动缓存等操作。
Flink会通过多种方式对工作进行分许进而优化任务。这种分析在部分程度上类似于SQL查询规划器对关系型数据库所做的优化,可针对特定任务确定最高效的实现方法。该技术还支持多阶段并行执行,同时可将受阻任务的数据集合在一起。对于迭代式任务,出于性能方面的考虑,Flink会尝试在存储数据的节点上执行相应的计算任务。此外还可进行“增量迭代”,或仅对数据中有改动的部分进行迭代。
在用户工具方面,Flink提供了基于Web的调度视图,借此可轻松管理任务并查看系统状态。用户也可以查看已提交任务的优化方案,借此了解任务最终是如何在集群中实现的。对于分析类任务,Flink提供了类似SQL的查询,图形化处理,以及机器学习库,此外还支持内存计算。
Flink能很好地与其他组件配合使用。如果配合Hadoop 堆栈使用,该技术可以很好地融入整个环境,在任何时候都只占用必要的资源。该技术可轻松地与YARN、HDFS和Kafka 集成。在兼容包的帮助下,Flink还可以运行为其他处理框架,例如Hadoop和Storm编写的任务。
目前Flink最大的局限之一在于这依然是一个非常“年幼”的项目。现实环境中该项目的大规模部署尚不如其他处理框架那么常见,对于Flink在缩放能力方面的局限目前也没有较为深入的研究。随着快速开发周期的推进和兼容包等功能的完善,当越来越多的组织开始尝试时,可能会出现越来越多的Flink部署
总结
Flink提供了低延迟流处理,同时可支持传统的批处理任务。Flink也许最适合有极高流处理需求,并有少量批处理任务的组织。该技术可兼容原生Storm和Hadoop程序,可在YARN管理的集群上运行,因此可以很方便地进行评估。快速进展的开发工作使其值得被大家关注。
结论
大数据系统可使用多种处理技术。
对于仅需要批处理的工作负载,如果对时间不敏感,比其他解决方案实现成本更低的Hadoop将会是一个好选择。
对于仅需要流处理的工作负载,Storm可支持更广泛的语言并实现极低延迟的处理,但默认配置可能产生重复结果并且无法保证顺序。Samza与YARN和Kafka紧密集成可提供更大灵活性,更易用的多团队使用,以及更简单的复制和状态管理。
对于混合型工作负载,Spark可提供高速批处理和微批处理模式的流处理。该技术的支持更完善,具备各种集成库和工具,可实现灵活的集成。Flink提供了真正的流处理并具备批处理能力,通过深度优化可运行针对其他平台编写的任务,提供低延迟的处理,但实际应用方面还为时过早。
最适合的解决方案主要取决于待处理数据的状态,对处理所需时间的需求,以及希望得到的结果。具体是使用全功能解决方案或主要侧重于某种项目的解决方案,这个问题需要慎重权衡。随着逐渐成熟并被广泛接受,在评估任何新出现的创新型解决方案时都需要考虑类似的问题。
Ⅸ 如何搭建大数据分析平台
1、 搭建大数据分析平台的背景
在大数据之前,BI就已经存在很久了,简单把大数据等同于BI,明显是不恰当的。但两者又是紧密关联的,相辅相成的。BI是达成业务管理的应用工具,没有BI,大数据就没有了价值转化的工具,就无法把数据的价值呈现给用户,也就无法有效地支撑企业经营管理决策;大数据则是基础,没有大数据,BI就失去了存在的基础,没有办法快速、实时、高效地处理数据,支撑应用。 所以,数据的价值发挥,大数据平台的建设,必然是囊括了大数据处理与BI应用分析建设的。
2、 大数据分析平台的特点
数据摄取、数据管理、ETL和数据仓库:提供有效的数据入库与管理数据用于管理作为一种宝贵的资源。
Hadoop系统功能:提供海量存储的任何类型的数据,大量处理功率和处理能力几乎是无限并行工作或任务
流计算在拉动特征:用于流的数据、处理数据并将这些流作为单个流。
内容管理特征:综合生命周期管理和文档内容。
数据治理综合:安全、治理和合规解决方案来保护数据。
3、 怎样去搭建大数据分析平台
大数据分析处理平台就是整合当前主流的各种具有不同侧重点的大数据处理分析框架和工具,实现对数据的挖掘和分析,一个大数据分析平台涉及到的组件众多,如何将其有机地结合起来,完成海量数据的挖掘是一项复杂的工作。我们可以利用亿信一站式数据分析平台(ABI),可以快速构建大数据分析平台,该平台集合了从数据源接入到ETL和数据仓库进行数据整合,再到数据分析,全部在一个平台上完成。
亿信一站式数据分析平台(ABI)囊括了企业全部所需的大数据分析工具。ABI可以对各类业务进行前瞻性预测分析,并为企业各层次用户提供统一的决策分析支持,提升数据共享与流转能力。
Ⅹ 大数据平台由哪5个部分组成简述各个部分内容的特点
一、数据采集
ETL工具负责将分布的、异构数据源中的数据如关系数据、平面数据文件等抽取到临时中间层后进行清洗、转换、集成,最后加载到数据仓库或数据集市中,成为联机分析处理、数据挖掘的基础。
二、数据存取
关系数据库、NOSQL、SQL等。
三、基础架构
云存储、分布式文件存储等。
四、数据处理
自然语言处理(NLP,Natural Language Processing)是研究人与计算机交互的语言问题的一门学科。处理自然语言的关键是要让计算机"理解"自然语言,所以自然语言处理又叫做自然语言理解(NLU,Natural Language Understanding),也称为计算语言学(Computational Linguistics。一方面它是语言信息处理的一个分支,另一方面它是人工智能(AI, Artificial Intelligence)的核心课题之一。
五、统计分析
假设检验、显著性检验、差异分析、相关分析、T检验、方差分析、卡方分析、偏相关分析、距离分析、回归分析、简单回归分析、多元回归分析、逐步回归、回归预测与残差分析、岭回归、logistic回归分析、曲线估计、因子分析、聚类分析、主成分分析、因子分析、快速聚类法与聚类法、判别分析、对应分析、多元对应分析(最优尺度分析)、bootstrap技术等等。
六、数据挖掘
分类 (Classification)、估计(Estimation)、预测(Prediction)、相关性分组或关联规则(Affinity grouping or association rules)、聚类(Clustering)、描述和可视化、Description and Visualization)、复杂数据类型挖掘(Text, Web ,图形图像,视频,音频等)。
七、模型预测
预测模型、机器学习、建模仿真。
八、结果呈现
云计算、标签云、关系图等。