技术趋势-大数据架构

细数一下,大数据架构目前比较热的词包括:

* 数据湖、湖仓一体

* 批流合一、实时计算

* 存算分离、存储虚拟化

* 交易和分析融合,OLAP、HTAP、HSAP

等等,基本上还是围绕大数据平台的存储和计算的两大主题。


动机方面,依然可以概括为多快好省:

* 多:

** 支持更大的数据量

** 支持更大的访问量,如AP的并发访问问题

* 快:

** 配置变更更快,使用集成度更好的工具

** 数据接入速度更快,在源端(数据库等)、接入工具端(cdc)、存储端(增量写入)有更好的支持

** 数据处理快,直接消费接入端数据,增量处理(依赖于存储格式)和实时处理(直接消费接入流)

** 访问速度快,索引、压缩、预计算等方法,缓存、向量化等手段,适合场景的加速化设计(lsm、时序库)等

* 好

** 对业务人员友好,提供更好的服务,更低的使用门槛(自动建模、业务术语),与业务过程更好地融合(增强分析)

** 对开发人员友好,框架、算子、算法更友好,不同层的开发分离关注点(业务层SQL、平台层各种语言)

** 对运维人员友好,部署统一化、云化,监控、告警、自动优化

* 省

** 计算资源,存算分离,计算可以灵活调度、扩缩容、与其他系统共享资源池

** 存储资源,冷热分离(auto tiering),存储虚拟化(caching,RAM、disk等多种存储提供统一访问,自动优化)


架构技术上,从存储和计算分开来看

~ 存储无非数据读写,目前的重点是增量写,也就是数据湖的相关技术,基于版本的文件系统,借鉴的还是数据库的概念,hudi也号称自己是serverless的数据库

~存储虚拟化,即user space fs,在linux平台还是很早就有的fuse,Windows是ifs(installable),对cache、ssd、hd、archive基层的存储进行合成和按需调度,支持重复访问等场景

~计算,可以分为微观优化和宏观优化

~~ 微观方面借助向量化等更好的工程手段压榨硬件潜力

~~ 宏观方便借助执行计划、多引擎、文件系统深度融合(s3-select)等,追求与场景的适配

存储结合方面,计算模式的历程包括

# map-reduce利用分布式、批量和局部性,偏向于静态的处理能力

# micro-batch这个局部优化环节,平衡计算能力与中间存储代价,并初步支持非静态的近线数据,以及数据多次计算场景(ml)

# 到增量式的存储和计算协调设计,structed streaming和flink都有这样的设计,数据湖也是这个思路

# TP和AP的结合设计,同时支持点查询(行式)和统计查询(列式),这里有hologres和tidb,同一年发的paper,理念也是类似

# mpp分布式数据库的继续探索,包括greenplum、ADB、redshift,在支持更多场景的同时,都在做更深层的优化。与传统数据库的同宗同源可能是它们的最大优势

# 一体化设计,做大数据是否真的需要这么多的组件,小公司做大数据,以及资源受限情况下的大数据应该怎么做,snowflake一骑绝尘,人人都想成为snowflake,但大多数还处于思想对齐的阶段。

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