
隨著業(yè)務數(shù)據(jù)量的增多,需要進行訓練和清洗的數(shù)據(jù)會變得越來越復雜,這個時候就需要任務調度系統(tǒng),比如oozie或者azkaban,對關鍵任務進行調度和監(jiān)控。
Oozie是用于Hadoop平臺的一種流調度引擎,提供了RESTful API接口來接受用戶的提交請求(提交流作業(yè)),當提交了workflow后,由流引擎負責workflow的執(zhí)行以及狀態(tài)的轉換。用戶在HDFS上部署好作業(yè)(MR作業(yè)),然后向Oozie提交Workflow,Oozie以異步方式將作業(yè)(MR作業(yè))提交給Hadoop。這也是為什么當調用Oozie的RESTful接口提交作業(yè)之后能立即返回一個JobId的原因,用戶程序不必等待作業(yè)執(zhí)行完成(因為有些大作業(yè)可能會執(zhí)行很久(幾個小時甚至幾天))。Oozie在后臺以異步方式,再將workflow對應的Action提交給hadoop執(zhí)行。
Azkaban也是一種流的控制引擎,可以用來解決有多個hadoop或者spark等離線計算任務之間的依賴關系問題。azkaban主要是由三部分構成:Relational Database,Azkaban Web Server和Azkaban Executor Server。azkaban將大多數(shù)的狀態(tài)信息都保存在MySQL中,Azkaban Web Server提供了Web UI,是azkaban主要的管理者,括project的管理、認證、調度以及對流執(zhí)行過程中的監(jiān)控等;Azkaban Executor Server用來調度流和任務,記錄流或者任務的日志。
流計算任務的處理平臺Sloth,是網易首個自研流計算平臺,旨在解決公司內各產品日益增長的流計算需求。作為一個計算服務平臺,其特點是易用、實時、可靠,為用戶節(jié)省技術方面(開發(fā)、運維)的投入,幫助用戶專注于解決產品本身的流計算需求。
HBase,是一個分布式的、面向列的開源數(shù)據(jù)庫,可以認為是hdfs的封裝,本質是數(shù)據(jù)存儲、NoSQL數(shù)據(jù)庫。HBase是一種Key/Value系統(tǒng),部署在hdfs上,克服了hdfs在隨機讀寫這個方面的缺點,與hadoop一樣,Hbase目標主要依靠橫向擴展,通過不斷增加廉價的商用服務器,來增加計算和存儲能力。
Phoenix,相當于一個Java中間件,幫助開發(fā)工程師能夠像使用JDBC訪問關系型數(shù)據(jù)庫一樣訪問NoSQL數(shù)據(jù)庫HBase。
Yarn是一種Hadoop資源管理器,可為上層應用提供統(tǒng)一的資源管理和調度,它的引入為集群在利用率、資源統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)共享等方面帶來了巨大好處。Yarn由下面的幾大組件構成:一個全局的資源管理器ResourceManager、ResourceManager的每個節(jié)點代理NodeManager、表示每個應用的Application以及每一個ApplicationMaster擁有多個Container在NodeManager上運行。
Mesos是一款開源的集群管理軟件,支持Hadoop、ElasticSearch、Spark、Storm和Kafka等應用架構。
Redis是一種速度非常快的非關系數(shù)據(jù)庫,可以存儲鍵與5種不同類型的值之間的映射,可以將存儲在內存的鍵值對數(shù)據(jù)持久化到硬盤中,使用復制特性來擴展性能,還可以使用客戶端分片來擴展寫性能。
Atlas是一個位于應用程序與MySQL之間的中間件。在后端DB看來,Atlas相當于連接它的客戶端,在前端應用看來,Atlas相當于一個DB。Atlas作為服務端與應用程序通訊,它實現(xiàn)了MySQL的客戶端和服務端協(xié)議,同時作為客戶端與MySQL通訊。它對應用程序屏蔽了DB的細節(jié),同時為了降低MySQL負擔,它還維護了連接池。Atlas啟動后會創(chuàng)建多個線程,其中一個為主線程,其余為線程。主線程負責監(jiān)聽所有的客戶端連接請求,線程只監(jiān)聽主線程的命令請求。
Kudu是圍繞Hadoop生態(tài)圈建立的存儲引擎,Kudu擁有和Hadoop生態(tài)圈共同的設計理念,它運行在普通的服務器上、可分布式規(guī)?;渴稹⒉⑶覞M足工業(yè)界的高可用要求。其設計理念為fast analytics on fast data。作為一個開源的存儲引擎,可以同時提供低延遲的隨機讀寫和高效的數(shù)據(jù)分析能力。Kudu不但提供了行級的插入、更新、刪除API,同時也提供了接近Parquet性能的批量掃描操作。使用同一份存儲,既可以進行隨機讀寫,也可以滿足數(shù)據(jù)分析的要求。Kudu的應用場景很廣泛,比如可以進行實時的數(shù)據(jù)分析,用于數(shù)據(jù)可能會存在變化的時序數(shù)據(jù)應用等。
在數(shù)據(jù)存儲過程中,涉及到的數(shù)據(jù)表都是成千上百列,含各種復雜的Query,推薦使用列式存儲方法,比如parquent,ORC等對數(shù)據(jù)進行壓縮。Parquet可以支持靈活的壓縮選項,顯著減少磁盤上的存儲。
Hive是為大數(shù)據(jù)批量處理而生的,Hive的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫(MySql、Oracle)在大數(shù)據(jù)處理上的瓶頸。Hive將執(zhí)行計劃分成map->shuffle->reduce->map->shuffle->reduce…的模型。如果一個Query會被編譯成多輪MapReduce,則會有更多的寫中間結果。由于MapReduce執(zhí)行框架本身的特點,過多的中間過程會增加整個Query的執(zhí)行時間。在Hive的運行過程中,用戶只需要創(chuàng)建表,導入數(shù)據(jù),編寫SQL分析語句即可。剩下的過程由Hive框架自動的完成。
Impala是對Hive的一個補充,可以實現(xiàn)高效的SQL查詢。使用Impala來實現(xiàn)SQL on Hadoop,用來進行大數(shù)據(jù)實時查詢分析。通過熟悉的傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫的SQL風格來操作大數(shù)據(jù),同時數(shù)據(jù)也是可以存儲到HDFS和HBase中的。Impala沒有再使用緩慢的Hive+MapReduce批處理,而是通過使用與商用并行關系數(shù)據(jù)庫中類似的分布式查詢引擎(由Query Planner、Query Coordinator和Query Exec Engine三部分組成),可以直接從HDFS或HBase中用SELECT、JOIN和統(tǒng)計函數(shù)查詢數(shù)據(jù),從而大大降低了延遲。Impala將整個查詢分成一執(zhí)行計劃樹,而不是一連串的MapReduce任務,相比Hive沒了MapReduce啟動時間。
Hive適合于長時間的批處理查詢分析,而Impala適合于實時交互式SQL查詢,Impala給數(shù)據(jù)人員提供了快速實驗,驗證想法的大數(shù)據(jù)分析工具,可以先使用Hive進行數(shù)據(jù)轉換處理,之后使用Impala在Hive處理好后的數(shù)據(jù)集上進行快速的數(shù)據(jù)分析??偟膩碚f:Impala把執(zhí)行計劃表現(xiàn)為一棵完整的執(zhí)行計劃樹,可以更自然地分發(fā)執(zhí)行計劃到各個Impalad執(zhí)行查詢,而不用像Hive那樣把它組合成管道型的map->reduce模式,以此Impala有更好的并發(fā)性和避免不必要的中間sort與shuffle。但是Impala不支持UDF,能處理的問題有一定的限制。
Spark擁有Hadoop MapReduce所具有的特點,它將Job中間輸出結果保存在內存中,從而不需要讀取HDFS。Spark啟用了內存分布數(shù)據(jù)集,除了能夠提供交互式查詢外,它還可以優(yōu)化迭代負載。Spark是在Scala語言中實現(xiàn)的,它將Scala用作其應用程序框架。與Hadoop不同,Spark和Scala能夠緊密集成,其中的Scala可以像操作本地集合對象一樣輕松地操作分布式數(shù)據(jù)集。
Nutch是一個開源Java實現(xiàn)的搜索引擎。它提供了我們運行自己的搜索引擎所需的全部工具,括全文搜索和Web爬蟲。
Solr用Java編寫、運行在Servlet容器(如Apache Tomcat或Jetty)的一個獨立的企業(yè)級搜索應用的全文搜索服務器。它對外提供類似于Web-service的API接口,用戶可以通過http請求,向搜索引擎服務器提交一定格式的XML文件,生成索引;也可以通過Http Get操作提出查找請求,并得到XML格式的返回結果。
Elasticsearch是一個開源的全文搜索引擎,基于Lucene的搜索服務器,可以快速的儲存、搜索和分析海量的數(shù)據(jù)。設計用于云計算中,能夠達到實時搜索,穩(wěn)定,可靠,快速,安裝使用方便。
還涉及到一些機器學習語言,比如,Mahout主要目標是創(chuàng)建一些可伸縮的機器學習算法,供開發(fā)人員在Apache的許可下免費使用;深度學習框架Caffe以及使用數(shù)據(jù)流圖進行數(shù)值計算的開源軟件庫TensorFlow等,常用的機器學習算法比如,貝葉斯、邏輯回歸、決策樹、神經網絡、協(xié)同過濾等。
Flume NG作為實時日志收集系統(tǒng),支持在日志系統(tǒng)中定制各類數(shù)據(jù)發(fā)送方,用于收集數(shù)據(jù),同時,對數(shù)據(jù)進行簡單處理,并寫到各種數(shù)據(jù)接收方(比如文本,HDFS,Hbase等)。Flume NG采用的是三層架構:Agent層,Collector層和Store層,每一層均可水平拓展。其中Agent含Source,Channel和Sink,source用來消費(收集)數(shù)據(jù)源到channel組件中,channel作為中間臨時存儲,保存所有source的組件信息,sink從channel中讀取數(shù)據(jù),讀取成功之后會刪除channel中的信息。
NDC,Netease Data Canal,直譯為網易數(shù)據(jù)運河系統(tǒng),是網易針對結構化數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)實時遷移、同步和訂閱的平臺化解決方案。它整合了網易過去在數(shù)據(jù)傳輸領域的各種工具和經驗,將單機數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、OLAP系統(tǒng)以及下游應用通過數(shù)據(jù)鏈路串在一起。除了保障高效的數(shù)據(jù)傳輸外,NDC的設計遵循了單元化和平臺化的設計哲學。
Logstash是開源的服務器端數(shù)據(jù)處理管道,能夠同時從多個來源采集數(shù)據(jù)、轉換數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到您最喜歡的“存儲庫”中。一般常用的存儲庫是Elasticsearch。Logstash支持各種輸入選擇,可以在同一時間從眾多常用的數(shù)據(jù)來源捕捉事件,能夠以連續(xù)的流式傳輸方式,輕松地從您的日志、指標、Web應用、數(shù)據(jù)存儲以及各種AWS服務采集數(shù)據(jù)。
Sqoop,用來將關系型數(shù)據(jù)庫和Hadoop中的數(shù)據(jù)進行相互轉移的工具,可以將一個關系型數(shù)據(jù)庫(例如Mysql、Oracle)中的數(shù)據(jù)導入到Hadoop(例如HDFS、Hive、Hbase)中,也可以將Hadoop(例如HDFS、Hive、Hbase)中的數(shù)據(jù)導入到關系型數(shù)據(jù)庫(例如Mysql、Oracle)中。Sqoop啟用了一個MapReduce作業(yè)(極其容錯的分布式并行計算)來執(zhí)行任務。Sqoop的另一大優(yōu)勢是其傳輸大量結構化或半結構化數(shù)據(jù)的過程是完全自動化的。
流式計算是行業(yè)研究的一個熱點,流式計算對多個高吞吐量的數(shù)據(jù)源進行實時的清洗、聚合和分析,可以對存在于社交網站、新聞等的數(shù)據(jù)信息流進行快速的處理并反饋,目前大數(shù)據(jù)流分析工具有很多,比如開源的strom,spark streaming等。
Strom集群結構是有一個主節(jié)點(nimbus)和多個節(jié)點(supervisor)組成的主從結構,主節(jié)點通過配置靜態(tài)指定或者在運行時動態(tài)選舉,nimbus與supervisor都是Storm提供的后臺守護進程,之間的通信是結合Zookeeper的狀態(tài)變更通知和監(jiān)控通知來處理。nimbus進程的主要職責是管理、協(xié)調和監(jiān)控集群上運行的topology(括topology的發(fā)布、任務指派、事件處理時重新指派任務等)。supervisor進程等待nimbus分配任務后生成并監(jiān)控worker(jvm進程)執(zhí)行任務。supervisor與worker運行在不同的jvm上,如果由supervisor啟動的某個worker因為錯誤異常退出(或被kill掉),supervisor會嘗試重新生成新的worker進程。
當使用上游模塊的數(shù)據(jù)進行計算、統(tǒng)計、分析時,就可以使用消息系統(tǒng),尤其是分布式消息系統(tǒng)。Kafka使用Scala進行編寫,是一種分布式的、基于發(fā)布/訂閱的消息系統(tǒng)。Kafka的設計理念之一就是同時提供離線處理和實時處理,以及將數(shù)據(jù)實時備份到另一個數(shù)據(jù)中心,Kafka可以有許多的生產者和消費者分享多個主題,將消息以topic為單位進行歸納;Kafka發(fā)布消息的程序稱為producer,也叫生產者,預訂topics并消費消息的程序稱為consumer,也叫消費者;當Kafka以集群的方式運行時,可以由一個服務或者多個服務組成,每個服務叫做一個broker,運行過程中producer通過網絡將消息發(fā)送到Kafka集群,集群向消費者提供消息。Kafka通過Zookeeper管理集群配置,選舉leader,以及在Consumer Group發(fā)生變化時進行rebalance。Producer使用push模式將消息發(fā)布到broker,Consumer使用pull模式從broker訂閱并消費消息。大數(shù)據(jù)技術學習交流kou裙,數(shù)字515數(shù)字269數(shù)字485,Kafka可以和Flume一起,如果需要將流式數(shù)據(jù)從Kafka轉移到hadoop,可以使用Flume代理agent,將Kafka當做一個來源source,這樣可以從Kafka讀取數(shù)據(jù)到Hadoop。
Zookeeper是一個分布式的,開放源碼的分布式應用程序協(xié)調服務,提供數(shù)據(jù)同步服務。它的作用主要有配置管理、名字服務、分布式鎖和集群管理。配置管理指的是在一個地方修改了配置,那么對這個地方的配置感興趣的所有的都可以獲得變更,省去了手動拷貝配置的繁瑣,還很好的了數(shù)據(jù)的可靠和一致性,同時它可以通過名字來獲取資源或者服務的地址等信息,可以監(jiān)控集群中機器的變化,實現(xiàn)了類似于心跳機制的功能。