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实时数仓处于爆发期的“前夜”

  忽如一夜春风来,千树万树梨花开!

  眼下,实时数仓市场可以用“百花齐放”来形容,众多企业都在部署这个“新赛道”。那么,什么是实时数仓?到底是分钟级,还是秒级,有没有一个判断依据或者是标准?如何看待实时数仓发展现状?

  实时数仓并不是一个新概念

  “传统数仓已经发展了30多年,至于实时数仓为什么会出现,业务需求是最大推动力。”PostgreSQL ACE Director、南京基石数据技术有限责任公司CTO 白鳝(徐戟)老师,一语中的。

  以2015年一家企业自建的全业务统一数据中心为例,之前都是传统数仓,是T+N模式,企业把整个业务分为TP域和AP域。其中,AP域是以传统数仓为核心。现在,由于业务发展,企业开始向实时数仓转型。

  一般来说,实时数仓不是简单的一款产品,而是“数据存储+数据计算+数据管理”这样一套体系,主要通过内存计算、流式计算、分布式存储系统、分布式数据库等等技术来实现。

  实时数仓与离线数仓的最大区别是,数据服务的供给能力不一样。离线数仓一般处理的是一种相对来说比较成熟的数据,但随着数字化时代的到来,离线数仓的延时已经制约了某些业务场景的发展。现在,企业需要一种新的数据服务能力,而这种能力只有实时数仓才能满足业务的时效性要求。

  至于,到底是秒级、分钟级,还是小时级数仓?白鳝老师认为,要根据业务场景去构建,没必要做具体定义,企业最终目标是解决业务问题。

  当前,实时数仓的典型特征是,几种技术路线并行,以KAPPA为例,虽然比LAMBDA出来的晚一些,但二者并不是替代关系。同时,数据湖和数据仓库也不是层级替代关系,而是走向融合趋势,比如湖仓一体。

  所以,从传统离线数仓到实时数仓,确实是“里程碑式”的跨越,但单独把实时数仓拎出来看,只不过才几年时间,还处于初级阶段。如果非要用一个词来概括实时数仓发展现状,应该是处于爆发期的“前夜”。

  其实,实时数仓需求一直存在,只不过在传统技术条件下,无法实现。20年前,设计新一代金融交易系统时,就有人想基于客户画像提供个性化服务,不仅要基于历史数据进行分析,还要了解用户登录系统时候的位置、时间、上网方式等等,需要根据现有数据进行即时计算,需要实时数仓能力的“加持”,只不过当时的计算、存储、技术框架等能力都不具备,也就无法做准确的故障诊断、指标分析、根因分析等。

  问题是,最终哪种技术会占上风?现在还不能确定!虽然,对于具有海量数据的企业来说,实时数仓需求确实强烈,但采用的技术路线并不相同,未来也许会有新的技术推出。

  “真需求”还是“伪命题”?

  值得一提的是,单从业务角度来看,有些业务存在“真需求”,有些业务存在“伪需求”,如何理解呢?

  一些大型企业,决策周期就是以天为单位,对实时数仓的要求其实没有那么高,但业务部门会提出来,这就是伪需求。而有些场景确实是业务发展在推动,以四川今夏缺电为例,本来是电力大省,为何会缺电呢?了解情况后才知道,是极端天气导致的电力不足。这其中会涉及“源网荷储互动”的问题。源,是指发电厂;网,是电网、网络;荷,是负荷;储,是储能。最早,我们没有储这个概念,只有源网,尽可能通过电网调度技术来实现发电侧的发电,并且及时送到用电侧。现在看来,传统调度技术已经无法平衡发电和用电侧的供给,因为缺少秒级或者毫秒级的负荷计算,传统负荷计算周期太长,导致出现重大损失。

  所以说,实时数仓在很多场景下确实有需求。与之相对比的是,德国的一个清洁能源案例,在七年前这个国家就已经有超过30%的清洁能源了,有一次因为日食的原因,导致太阳能发电量下降,缺失的用电量得从其他地方购买。而实际情况是,日食的影响没那么大,买多了的电该如何处理?如果不及时卖出去,得损失几千万美金,最终通过实时计算,准确评估出用电量,有效防范了风险。

  实时数仓不仅确实有需求,而且落地方案越来越丰富,技术落线越来越多。比如,很多人提到的LAMBDA、KAPPA这样一些计算框架。至于,这些计算框架是怎么来的呢?和数据密切相关!很多应用都会涉及两层数据:一层是离线的历史数据;另一层是流式数据,也就是现实数据。这两层数据如何整合在一起,形成统一的数据库?如何有效计算、存储数据?计算框架将有效解决这些问题!

  一些新型计算框架已经在弱化传统数仓功能,比如通过Kafka替代ODS,解决明细数据汇聚、系统内大量分享等问题。当然,也有很多企业采用数据湖技术来替代ODS。还有一些企业,希望通过HTAP来解决实时数仓的问题。很多用户甚至不要数仓,因为企业的生产系统就是数据仓库。同时,很多国产的数据库解决方案已经融合了Flink、Spark这样的计算框架,包括数据过来以后,可以实现行存和列存的自动转换,一般在TP域的数据是都是行存。

  很多实时数仓的能力其实已经集成在数据库里,如果企业特别急迫地想解决时效性要求高的问题,而且是毫秒级的技术响应,前端可以通过HTAP解决方案来实现;但有些是秒级或者分钟级的业务响应,可以放到湖仓一体解决方案中去处理,可以实现更复杂的业务分析需求。

  大体情况是,企业没有办法通过一种框架支撑所有业务,不同业务场景要采取应用分层的形式,或者通过差异化路线,去解决各种问题。

  建设成本过高是实时数仓落地的最大挑战

  既然实时数仓是“刚需”,为什么很多企业一直没有建起来呢?成本是最大挑战!

  以一家制造企业为例,随着智能制造的发展,企业全部采用机械臂代替人工完成工作,之前一个2800人的车间,现在已经变成13个人管理,每天能产生几千万的数据,如果能对这些数据及时处理和分析,可以发现生产工艺中的很多问题,大大提升良品率。但这么多数据,只是存储成本企业就无法承担。

  再以国家电网为例,现在正在建的一个叫“量测”的系统,这也是数仓类的应用,只一个江苏省就有4300万的电表,包括各种用电户、个人、企业等。如果要实现精准的源网互动,需要每五分钟要采样一次,每一次有八条数据。

  需要注意的一点是,这种采集和运营商打电话不一样,运营商可能是一个省有上亿用户,但是不会每五分钟都会有一个人必须打通电话。或者说,不会在某一个时间点上,所有的人全打一个电话。而做计量采样的话,必须在同一个时间点上才有意义,为什么呢?因为需要计算总的用电量。这个用电量的数据大到无法想象,可能只是一个广西电网七天的数据就是300个T,这样的数据如果以年为单位进行采集,再加上营销数据,其规模的庞大和复杂程度,可想而知 。

  当然,这些困难都是暂时的,随着企业业务发展的需要,随着云数仓、湖仓一体技术以及各种计算框架的发展,实时数仓会更便宜、更好用、更易用。其实,公有云数仓已经在国外发展得很成熟,国内因为观念原因,会更愿意把数据资产放在自己的本地数据中心,以私有云的形式部署业务。从长远发展来看,公有云数仓可能是最佳选择,无论是技术路线,还是成本上,都能让企业获得更弹性的业务能力。但是,像一些特殊行业,比如国家电网,更重视数据安全问题,不可能把数据放在公有云上。

  总而言之,不同的企业,有不同的用法,不管是公有云还是私有云,都有各自的发展方向。比如:企业用了阿里云,可能后续的云数仓就会尽可能的贴近阿里云的技术栈来实现;如果企业用的是华为云,那他的技术路线就更贴近华为云。在技术架构上,不管是哪家的云,都有很多共通性,最大的区别是应用层承载的业务不同。(进入专题>>ITPUB-焦点focus

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