Как построить конвейер данных: пошаговое руководство

Данные играют значительную роль в росте бизнеса и цифровых инициативах примерно на протяжении примерно 94% предприятий. Однако весь потенциал этих информационных ресурсов часто остается неиспользованным, в первую очередь из-за разрозненного характера данных.

Решение заключается в построении структурированного конвейер данных, задача, которая может быть ресурсоемкой и трудоемкой. На создание простого конвейера могут уйти недели, а на создание более сложного — месяцы. Поэтому вашей организации крайне важно инвестировать в соответствующие инструменты и технологии для оптимизации процесса построения конвейера данных.

В этом блоге подробно описано, как эффективно построить конвейер данных, шаг за шагом, и предлагаются идеи и лучшие практики для бесперебойного и эффективного процесса разработки.

Важность конвейеров данных

Конвейеры данных необходимы для бесперебойного, автоматизированного и надежного управления данными на протяжении всего их жизненного цикла. Они позволяют организациям извлекать максимальную выгоду из своих информационных активов. Конвейеры данных улучшают управление данными за счет:

• Оптимизация обработки данных: Конвейеры данных предназначены для автоматизации и управления сложными рабочими процессами обработки данных. Например, они могут извлекать данные из различных источников, таких как онлайн-продажи, продажи в магазинах и отзывы клиентов. Затем они могут преобразовать эти данные в единый формат и загрузить их в хранилище данных. Это обеспечивает плавное и безошибочное преобразование необработанных данных в полезную информацию, помогая бизнесу лучше понимать поведение и предпочтения клиентов.
• Содействие аналитике в реальном времени: Современные конвейеры данных позволяют предприятиям анализировать данные по мере их создания. Например, в сфере совместного использования поездок они позволяют быстро обрабатывать данные, чтобы сопоставлять водителей с пассажирами, оптимизировать маршруты и рассчитывать тарифы. Они также способствуют динамическому ценообразованию, при котором тарифы могут корректироваться в режиме реального времени в зависимости от таких факторов, как спрос, трафик и погодные условия, тем самым повышая операционную эффективность.
• Содействие управлению данными: Конвейеры данных гарантируют, что данные обрабатываются в соответствии с внутренней политикой и внешними правилами. Например, в страховании конвейеры данных управляют конфиденциальными данными держателей полисов во время обработки претензий. Они обеспечивают соблюдение таких правил, как Общий регламент по защите данных Европейского Союза (GDPR), защищая данные и укрепляя доверие со стороны страхователей.

Как построить надежный конвейер данных

Создание конвейера данных — это многоэтапный процесс, требующий тщательного планирования и выполнения. Вот восемь шагов для построения конвейера данных:

Шаг 1. Определите свои цели

Первым шагом в построении конвейера данных является четкое определение ваших целей. Это может быть обеспечение аналитики в реальном времени, упрощение моделей машинного обучения или обеспечение синхронизации данных между системами. Ваши цели будут определять дизайн, сложность и масштабируемость вашего конвейера. Учитывайте конкретные требования к данным, частоту обновления данных и желаемую скорость обработки и анализа данных.

Шаг 2. Определите источники данных

Распознавание источников данных — важный шаг в построении конвейера данных. Источники данных можно условно разделить на шесть категорий:

1. Базы данных: Это могут быть реляционные базы данных, такие как MySQL, PostgreSQL, или базы данных NoSQL, такие как MongoDB, Cassandra.
2. Облачное хранилище: Данные также можно хранить на облачных платформах, таких как AWS S3, Google Cloud Storage или Azure Blob Storage.
3. Потоки данных в реальном времени: Это непрерывные источники данных, такие как устройства IoT, каналы социальных сетей или файлы журналов.
4. Источники файлов: Данные могут происходить из файлов, включая такие форматы, как CSV, Excel, JSON или другие файловые системы хранения.
5. API (интерфейсы прикладного программирования): Данные можно извлекать из API, которые обеспечивают прямое соединение с различными веб-сервисами и внешними платформами».

Понимание характера, формата и объема этих источников данных имеет важное значение, поскольку оно влияет на последующие этапы приема и преобразования.

Шаг 3. Определите стратегию приема данных

Далее вам необходимо извлечь, интегрировать и включить в свой конвейер данные из различных источников. Существует два основных метода приема данных:

1. Пакетный прием: Этот метод предполагает сбор данных за определенный период и их групповую обработку. Он подходит для больших объемов статических данных, где не требуется аналитика в реальном времени.
2. Прием в реальном времени: В этом методе данные обрабатываются сразу по мере их поступления. Он идеально подходит для сценариев, где критически важна информация в режиме реального времени, например, для обнаружения мошенничества или мониторинга системы.

Шаг 4. Разработайте план обработки данных

Вам потребуется очистить, проверить и структурировать полученные данные в формате, пригодном для анализа. Существует два основных подхода к преобразованию данных:

1. ETL (извлечение, преобразование, загрузка): Здесь вы извлекаете данные из источника на промежуточный сервер, преобразуете их, а затем загружаете в пункт назначения. Этот подход обычно используется при работе с меньшими объемами данных или когда преобразованные данные должны использоваться несколькими последующими приложениями.
2. ELT (извлечение, загрузка, преобразование): При таком подходе вы извлекаете данные из источника, загружаете их в место назначения, а затем преобразуете их на целевом сервере. Это устраняет необходимость загрузки данных на промежуточный сервер, что делает его предпочтительным для обработки больших объемов данных в среде больших данных. Процесс преобразования в ELT аналогичен ETL, но происходит после загрузки данных в место назначения.

Шаг 5. Решите, где хранить информацию

Далее вы сохраните обработанные данные для дальнейшего использования. Это может быть традиционный информационное хранилище например Amazon Redshift для структурированных данных, озеро данных например, Google Cloud Storage для полуструктурированных или неструктурированных данных или система баз данных, такая как PostgreSQL, для транзакционных данных. Выбор места назначения зависит от характера данных, варианта использования и конкретных требований задач анализа данных.

Шаг 6. Установите рабочий процесс

На этом этапе важно определить последовательность операций в конвейере. Сюда входит указание порядка задач, управление зависимостями между задачами, обработка ошибок и настройка повторных попыток или уведомлений в случае сбоя.

Этот шаг имеет решающее значение для обеспечения бесперебойной работы трубопровода и оперативного решения любых проблем, которые могут возникнуть. Он включает в себя создание проверок достоверности данных и определение процедур обработки ошибок и восстановления.

Шаг 7. Установите систему мониторинга

Как только ваш трубопровод заработает, крайне важно следить за его работой чтобы убедиться, что он работает должным образом. Это включает в себя отслеживание потока данных через конвейер, проверку на наличие ошибок или узких мест, которые могут замедлить обработку данных, а также мониторинг использования ресурсов для обеспечения эффективной работы конвейера. Мониторинг помогает обнаруживать и устранять проблемы до того, как они повлияют на производительность конвейера или качество данных.

Шаг 8. Внедрение уровня потребления данных

Наконец, вам необходимо создать надежный интерфейс, через который конечные пользователи или приложения будут получать доступ к обработанным данным. Это может быть инструмент бизнес-аналитики (BI), предоставляющий возможности визуализации данных, инструмент отчетности, создающий подробные отчеты, или API, позволяющий другим приложениям взаимодействовать с данными. Уровень потребления данных должен быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечить легкий доступ к данным.

Лучшие практики построения конвейеров данных

• Оптимизация разработки и развертывания:  Ключевым моментом здесь является реализация непрерывной интеграции/непрерывного развертывания (CI/CD). CI/CD автоматизирует процесс интеграции изменений кода и развертывания этих изменений в производственной среде. Это означает, что любые обновления или улучшения конвейера могут быть реализованы быстро и надежно, гарантируя, что конвейер всегда работает с максимальной эффективностью.
• Сохраняйте последовательность: Системы контроля версий помогают добиться согласованности в средах совместной разработки. Они отслеживают и управляют изменениями в базе кода, обеспечивая одновременную работу без перезаписи изменений и предоставляя возможность при необходимости вернуться к предыдущим версиям кода.
• Оптимизация управления данными: Секционирование данных делит большую базу данных на более мелкие и более управляемые сегменты на основе определенных критериев, что повышает производительность запросов и оптимизирует задачи управления данными.
• Используйте современную архитектуру: Современные программные архитектуры, такие как контейнеры и микросервисы, могут значительно улучшить масштабируемость и надежность вашего конвейера данных. Контейнеры инкапсулируют приложение и его зависимости в единый блок, который может согласованно работать на разных платформах. Микросервисы создают приложение как набор независимых сервисов, обеспечивая лучшую масштабируемость и упрощая отладку.
• Обеспечьте безопасность данных: Поскольку данные проходят через различные этапы конвейера, от извлечения и преобразования до загрузки, крайне важно защитить их от несанкционированного доступа и потенциальных нарушений. Это включает в себя внедрение шифрования данных, контроль доступа и регулярное тестирование уязвимостей для защиты конфиденциальной информации. Соблюдение соответствующих правил безопасности данных, таких как GDPR и HIPAA, имеет важное значение, особенно в секторах, связанных с персональными данными, таких как здравоохранение и финансы.

Переход от ручных к автоматизированным конвейерам данных

Создание конвейеров данных вручную по своей сути является трудоемким и ресурсоемким процессом, что делает его подверженным задержкам, ошибкам и неэффективности. Переход к инструментам автоматизированного конвейера данных решает эти проблемы, оптимизируя процессы для повышения эффективности и оптимизации ресурсов.

Эти передовые инструменты играют ключевую роль в оптимизации всего процесса, предлагая такие преимущества, как сокращение времени разработки, минимизация ошибок и улучшенная масштабируемость. Автоматизируя повторяющиеся задачи, они позволяют организациям ускорить разработку конвейера, сохраняя при этом высокий уровень точности.

Легко создавайте конвейеры данных с помощью Astera

 

AsteraData Pipeline Builder объединяет все эти возможности автоматизации.

Это упрощает Интеграция данных, обеспечивает масштабируемость и оснащен функциями для обеспечения безопасности данных и соответствия требованиям.

Благодаря удобному интерфейсу и мощным функциям, AsteraРешение компании сокращает усилия и время, необходимые для создания надежного конвейера данных, позволяя предприятиям больше сосредоточиться на использовании своих данных для анализа и принятия решений. Создание конвейера данных с помощью Astera берет только 5 действия:

1. Извлечение данных: Astera позволяет извлекать данные из широкого круга источников. Сюда входят различные базы данных, такие как SQL Server, Oracle и MySQL, форматы файлов, такие как Excel, CSV, XML и JSON, а также облачные приложения, такие как Salesforce и Microsoft Dynamics 365, обеспечивающие комплексный процесс сбора данных.
2. Преобразование данных: Как только данные будут извлечены, Astera предоставляет множество функций преобразования, которые вы можете использовать для очистки, форматирования и структурирования данных в соответствии с вашими требованиями. Например, вы можете использовать эти функции для удаления дубликатов, преобразования типов данных или агрегирования данных на основе определенных критериев.
3. Загрузка данных: После преобразования данных Astera позволяет загрузить его в желаемое место назначения, будь то база данных, хранилище данных или файловая система. Вы можете загрузить данные в базу данных SQL Server, облачное хранилище данных, такое как Amazon Redshift, или даже экспортировать их в виде файла CSV.
4. Автоматизация и планирование: Astera также предоставляет функции для автоматизации и планирования задач конвейера данных. Это означает, что после настройки конвейера вы можете запускать его автоматически через запланированные интервалы времени или запускать при определенных событиях, что сокращает количество ручных усилий и гарантирует, что ваши данные всегда будут актуальными.
5. Мониторинг и обработка ошибок: Astera предоставляет возможности мониторинга в режиме реального времени, позволяя отслеживать производительность вашего конвейера данных, а также быстро выявлять и устранять любые проблемы.

Перейдите с ручных конвейеров данных на автоматизированные уже сегодня! Скачать Astera 14-дневная бесплатная пробная версия Data Pipeline Builder и преобразуйте свои рабочие процессы с данными.