專家視點：數(shù)據(jù)無處不在的云原生路徑

2022-03-30 15:31:07

云計算

云原生

數(shù)據(jù)倉庫 在分布式數(shù)據(jù)云中，企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫將不僅用于為公司中的數(shù)百名業(yè)務分析師或數(shù)據(jù)科學家提供分析，而且最終能夠為企業(yè)端直接使用的實時分析應用提供支持數(shù)以萬計的客戶。

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使用 Kubernetes 進行架構是必不可少的核心部分，它使數(shù)據(jù)分析異常靈活，可在業(yè)務需要的任何地方運行，并以高并發(fā)、高性能、效率和可用性大規(guī)模運行。

從金融服務和保險到制造和醫(yī)療保健等垂直領域的無數(shù)企業(yè)發(fā)現(xiàn)，他們需要公共和私有云、混合和邊緣部署來最好地滿足他們的數(shù)據(jù)管理和分析需求。因此，分布式云的概念是云成熟的一部分也就不足為奇了。將數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)湖和高級分析引入分布式云架構是市場的發(fā)展方向。擴展此架構以包含更高級別的數(shù)據(jù)管理和分析服務自然會產生分布式數(shù)據(jù)云的想法。

在分布式數(shù)據(jù)云中，企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫將不僅用于為公司中的數(shù)百名業(yè)務分析師或數(shù)據(jù)科學家提供分析，而且最終能夠為企業(yè)端直接使用的實時分析應用提供支持數(shù)以萬計的客戶。這些數(shù)據(jù)將可以在任何地方立即訪問并產生洞察力。

終極目標探索

云原生(Cloud-native)是一個被廣泛使用的術語，但當軟件架構從頭開始設計以利用分布式云的優(yōu)勢時，它具有真正的意義。一個完全實現(xiàn)的云原生數(shù)據(jù)倉庫應該在邏輯上利用分布式數(shù)據(jù)云架構。從最廣泛的意義上講，這將分析帶到數(shù)據(jù)所在的任何位置，降低集中風險，顯著提高效率，并為控制支出和競爭優(yōu)勢帶來現(xiàn)代化。

更詳細地說，云原生數(shù)據(jù)管理和分析技術應顯示五個關鍵特征，以與分布式數(shù)據(jù)云藍圖保持一致：

• 與平臺無關的運行時，允許在任何地方提供數(shù)據(jù)和分析。
• 隨時隨地的通用用戶體驗。
• 任何部署目標上的通用安全和治理功能。
• 任何地方的成本和技術效率，最大限度地減少資源并允許強大的成本管理 (FinOps) 和支出限制。
• 單個控制界面，將所有部署、公共云、本地和網絡邊緣捆綁在一起。

可在任何需要的地方部署，遵循此模式的完全實現(xiàn)的云原生數(shù)據(jù)倉庫還將從最終用戶那里抽象出云、本地和網絡邊緣基礎設施的復雜性。關鍵是將他們從基礎設施細節(jié)中解放出來，讓他們專注于從分析和管理數(shù)據(jù)中產生價值，同時仍然賦予云的原生力量。

選擇正確的方法

那么，這個終極目標是如何實現(xiàn)的呢?開源容器編排工具 Kubernetes 提供了最流行的云原生操作路徑。雖然 Unix 中對工作負載進行分區(qū)的想法自 1970 年代就已經存在，但僅在大約十年前，容器才被廣泛實施，以使應用程序開發(fā)更容易、更便攜且資源使用效率更高。但事實證明，在龐大的微服務架構中部署數(shù)百或數(shù)千個應用程序非常棘手。雖然存在其他選擇，但 Google 的開源 Kubernetes 項目(現(xiàn)在由云原生計算基金會維護)在解決微服務應用編排方面聲名遠揚——使應用能夠在通用基礎架構上運行，以標準方式進行監(jiān)控和管理，并通過使用開放標準。

這對應用來說很好。但是數(shù)據(jù)世界呢?云原生數(shù)據(jù)倉庫需要相同的基礎容器編排，以提供跨公共和私有云、網絡邊緣、混合和完全分布式云的彈性和部署靈活性。

橫向擴展 Web 應用的云原生重新架構是很常見的，但數(shù)據(jù)庫大多只是被“提升并轉移”到云原生世界中。將數(shù)據(jù)庫放入容器中允許它在現(xiàn)代基礎設施中運行，但它并不能提供展示云所有好處的體驗。該軟件在很大程度上不知道它是在容器環(huán)境中運行的，并且管理彈性集群等操作必須使用 Operators 和破解 Helm 圖表從數(shù)據(jù)庫外部笨拙地處理。允許多個彈性按需計算集群共享對象存儲中相同的底層數(shù)據(jù)等功能通常不可用。尋求從基于云的彈性數(shù)據(jù)倉庫獲得業(yè)務價值的用戶不想了解 Helm 圖表、pod、節(jié)點或配置文件。他們只想配置數(shù)據(jù)倉庫、管理彈性集群并從數(shù)據(jù)中獲得洞察力。

答案是在 Kubernetes 上提供 SQL 接口來按需配置多個彈性集群，并向 DBA 和最終用戶隱藏 Kubernetes 的復雜性。

通過這種方式，可以分配不同的用戶在不同的計算集群上運行工作負載，并且可以在運行時通過 SQL 更改正在使用的計算集群，但需要獲得許可。集群可以配置為在空閑期后自動掛起，并根據(jù)需要重新啟動。例如，可以創(chuàng)建一個單獨的計算集群來在需要時運行 ETL 流程，一個用于臨時商業(yè)智能 (BI) 和多個數(shù)據(jù)科學集群。計算集群可以在使用量大的時候在線擴展，或者在安靜的時候關閉以節(jié)省資金?？梢詣?chuàng)建集群來運行僅在這些時間段內活動的每日、每周或每月批量報告任務。

在該模型中，計算集群中節(jié)點的大小以及節(jié)點的數(shù)量都是可控的，并且可以在實例級別建立資源消耗限制以實現(xiàn)可預測性。同樣，可以建立一個低成本的副本系統(tǒng)，從主數(shù)據(jù)倉庫實例接收復制流量，然后在需要使用副本時按需擴展。

這種彈性不僅通過與 Kubernetes 的深度集成來實現(xiàn)，還通過使用 SQL 本身作為創(chuàng)建、掛起、恢復和管理集群的“用戶界面”而不是開發(fā)人員工具來實現(xiàn)。 Kubernetes 是所有集群狀態(tài)的權威信息來源。顯示集群狀態(tài)的系統(tǒng)視圖使用其 API 從 Kubernetes 獲取數(shù)據(jù)。當輸入集群管理 SQL 語句時，云原生數(shù)據(jù)倉庫向 Kubernetes 伸出援手，改變實例所需的狀態(tài);然后 Kubernetes 實施必要的更改。如果集群中的某個節(jié)點變得不健康，Kubernetes 會帶一個替代品上線。

這代表了與 Kubernetes 的一種獨特的、由內而外的關系：Kubernetes 不再是驅動集群狀態(tài)的“用戶界面”，而是由 Kubernetes 管理的數(shù)據(jù)庫本身成為用戶界面。這種架構創(chuàng)建了一種共生關系，可提供獨特的、完全實現(xiàn)的云體驗。 Kubernetes 的強大功能和跨平臺靈活性可用于數(shù)據(jù)倉庫，完全通過 SQL 驅動。

隨著更多數(shù)據(jù)的生成和更多用例的部署，企業(yè)很容易進入惡性循環(huán)，其生態(tài)系統(tǒng)在特定云中越來越根深蒂固。系統(tǒng)性風險可能出現(xiàn)在單一云中，這對金融服務和保險等受到嚴格監(jiān)管的行業(yè)的關鍵 IT 基礎設施造成了過多的風險。使用 Kubernetes 進行架構并不是將完全實現(xiàn)的云原生數(shù)據(jù)倉庫帶入生活的唯一核心概念。它不是唯一符合分布式數(shù)據(jù)云模式的架構組件。但它是必不可少的核心部件，它使數(shù)據(jù)分析異常靈活，可在業(yè)務需要的任何地方運行，并以高并發(fā)、高性能、效率和可用性大規(guī)模運行。結果是，任何給定企業(yè)中的數(shù)千名用戶，跨越不同的業(yè)務線和地理區(qū)域，都可以做出極其快速的決策，并通過近乎實時的動態(tài)分析產生價值。

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