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数据治理:数据集成概念全解

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作者:admin 2024-9-29 11:14:53
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数据集成是一个过程,它涉及将来自不同数据源(如不同的数据库、应用程序和业务系统)的数据结合到一起,形成一个统一、一致的视图。这个过程包括数据的提取、清洗、转换和加载,通常用于构建数据仓库、数据湖或其他集成的数据存储解决方案。
可以将数据集成比作制作一本综合性的食谱。
“想象一下,你有很多不同的食谱书,每本书都有自己独特的菜品。数据集成就像是从这些不同的食谱中选取菜品,将它们统一编排到一本大食谱中。这个过程中,你需要确保每道菜的食材和做法描述一致(这就像是数据的清洗和转换),然后将所有这些菜品整合到一本书中(这就是数据的加载)。最终,你得到了一本包含各种菜品的大食谱,方便你随时查阅和使用(这就是统一的数据视图)。”
不论是DAMA还是DCMM,数据集成都被视为框架的核心内容之一,足以说明它于数据管理的价值。
以下内容提供了关于数据集成基本概念的全面解读,包括集成方式、集成架构及相关术语三大部分共25个专有名词,案例+图文+辨析,共1.7万字,希望对大家系统化理解数据集成有所帮助。
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一、集成方式

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1、批量集成
(1)定义
批量集成(Batch Integration)是一种数据集成方法,其中数据在定时或触发的基础上以批量形式从一个系统转移到另一个系统。这种方法通常在数据量大且对即时处理要求不高的场景中使用。批量集成能够处理大量数据,通常在非高峰时间执行,以减少对业务运营的影响。
典型引擎:
hadoop mr、spark、Tez、Kettle、阿里云 DataWorks等。
(2)案例
假设一家零售公司每天都有成千上万的交易。公司的交易系统在整个日间不断地生成数据。为了减轻系统的负担并避免实时处理的复杂性和成本,该公司选择在夜间进行批量集成,将一天的交易数据从交易系统转移到数据仓库中。每晚,在店铺关门后,一个自动化的批量集成过程启动。它首先从交易系统中提取当天的所有交易数据,然后根据数据仓库的需求转换这些数据,最后将数据加载到数据仓库中。隔天早上,管理团队和分析师可以访问数据仓库,进行销售分析,制定库存和营销策略。

2、增量集成
(1)定义
增量集成指的是只将自上次集成活动以来新增或变更的数据从一个系统转移到另一个系统的过程。它依赖于能够检测数据变化的机制,如时间戳、日志或触发器。与批量集成的全量处理相比,增量集成可以显著减少处理时间和资源消耗,提高系统响应速度。
(2)案例
考虑一个在线电商平台,该平台有一个用户数据库和一个订单处理系统。这两个系统需要共享数据以确保订单信息的更新和用户资料的同步。然而,随着用户数量的增加和订单的频繁变化,全量集成将会消耗大量的资源并增加系统的负担。
为了解决这个问题,电商平台实施了增量集成。每当用户更新他们的个人信息,或者有新的订单产生时,只有这些变化的部分会被发送到订单处理系统。例如,如果一个用户更改了他们的送货地址,增量集成过程会识别这一变更,并仅将更新的地址信息发送到订单系统,而不是重新发送整个用户资料。同样,每当有新订单产生或现有订单状态发生变化时,只有相关的订单信息会被传输。
这种方法确保了数据在系统间的及时更新,同时大大减少了数据传输量,提高了系统的整体效率和性能。通过实施增量集成,电商平台能够快速响应市场变化,同时降低了运营成本。

3、准实时集成
(1)定义
准实时集成指的是系统在检测到数据变化后,不会立即但会在很短的时间内(通常是几分钟到几小时内)进行数据同步。这种方式通常通过定期轮询或订阅数据变更事件来实现,保证数据的较新状态,同时减轻系统的压力,避免了实时集成可能引起的高频率查询和数据冲突。
典型引擎:
Storm、Spark Streaming等。
(2)案例
考虑一个大型零售公司,它拥有多个地理分布的仓库和销售点。该公司的库存管理系统需要确保所有位置的库存数据保持同步,以便于及时补货和处理订单。然而,由于库存变动频繁且数据量大,实时同步所有地点的库存变化既不经济也不实际。
为了有效管理库存,零售公司实施了准实时集成。在这种设置中,每个仓库和销售点的库存系统会在每天的特定时间(例如,每小时或每半小时)报告其库存变化。然后,这些更新被集成到中央库存管理系统中,确保公司总部和所有分店都能访问到最新的库存信息。
这种准实时的数据同步方法使公司能够在短时间内响应库存变化,如及时调配货物以防断货,或者更新在线商城的库存状态。同时,它避免了持续同步带来的网络和系统负载,提高了整体的运营效率。通过准实时集成,零售公司能够保持高效的库存管理,同时降低了系统维护的复杂性和成本。


4、实时集成
(1)定义
实时集成指的是数据在源系统发生变更的那一刻立即被捕捉并同步到目标系统。这通常通过事件驱动的架构实现,其中数据变更会触发即时的处理和传输。实时集成保证了数据在系统间的同步几乎没有延迟,提供了最新的信息视图,支持快速决策和响应。
典型引擎:
Flink、Kafka Streams等。
(2)案例
考虑一个国际银行,它的交易处理系统需要处理来自全球客户的大量交易请求。对于金融交易而言,实时性是至关重要的,因为交易价格可能会在几毫秒内发生变化,延迟处理可能导致重大损失或法律风险。
银行实施了实时数据集成解决方案,确保一旦客户提交交易请求,系统立即进行处理。交易平台会实时监测市场价格,并即时更新到相关的交易和风险管理系统中。此外,交易确认信息也会立即回馈给客户,提供透明和及时的服务。
这种实时集成使银行能够在高度竞争的金融市场中保持领先,提供快速准确的交易执行,降低了价格滑点的风险,并提高了客户满意度。同时,实时监控和报告也使银行能够及时发现并应对潜在的欺诈行为或异常交易,增强了整体的安全性和合规性。

5、事件集成
(1)定义
事件集成利用事件驱动架构(EDA)来实时监控和响应系统中发生的事件。一旦在源系统中检测到定义好的事件(如数据更新、新记录创建或特定条件的满足),就会触发数据的传输和相应的处理流程。这种方法不仅提供了实时性,还增加了系统间交互的灵活性和可扩展性。
典型引擎:
Kafka、RabbitMQ、EventBridge等。
(2)案例
想象一个大型电子商务平台,它需要实时跟踪用户行为,以便快速响应市场变化和个性化用户体验。该平台采用了事件集成方法,创建了一个事件驱动的架构来捕捉和处理用户活动。
例如,当用户将商品添加到购物车时,这一行为被视为一个事件。该事件立即触发了几个后端流程,包括更新库存信息、计算推荐商品、调整定价策略,并实时更新用户界面以显示相关信息和推荐。此外,如果系统检测到购物车中商品的库存快要耗尽,它会自动触发补货请求。
通过事件集成,电子商务平台能够实时响应用户行为,提供动态更新和个性化体验,同时确保库存和定价策略始终与市场状况保持同步。这种快速响应和个性化策略大大提升了客户满意度和销售额,使平台在激烈的市场竞争中保持领先地位。


6、同步集成
(1)定义
同步集成通常指的是数据在系统间的即时传输,响应于一个请求或事件。这意味着当一个系统发出数据请求时,它等待并接收到最新的数据作为响应。这种集成方式强调请求和响应的同步性,即数据提供者在接到请求时,会立即处理并返回请求的数据。同步集成适用于事务性强、需要即时数据一致性的场景。
与实时集成相比,两者都是为了减少数据延迟,确保系统间数据的时效性和准确性。不过,同步集成通常是双向的并需要即时响应,而实时集成则可能是单向的,只关注数据的实时更新。
(2)案例
一家国际航空公司实现了同步集成来同步其全球分布的预订和票务系统。当客户在任何地点通过在线平台预订航班时,座位的分配和客户的详细信息都需要实时更新到航空公司的中央系统中。同步集成确保了不论客户在哪个时区或地点预订,所有的系统都能即时反映出最新的预订状态,防止过订,并提供实时的航班状态信息。
在这个案例中,同步集成的使用减少了错误和数据不一致的情况,提高了客户服务的质量,并确保了航空公司能够高效地管理其全球航班和预订系统。这种实时的数据同步对于航空公司来说至关重要,因为它直接关系到客户满意度和运营效率。

7、异步集成
(1)定义
异步集成是一种数据集成方式,其中数据的传输和更新不是在请求时立即发生,而是根据预设的条件或触发的事件进行。在异步集成中,数据的发送和接收是独立的,发送方不需要等待接收方确认即可继续其他任务。
这种集成方式适用于不需要即时响应的场景,它可以缓解系统的即时负载,并允许更灵活的数据处理和传输时间安排。
(2)案例
考虑一个电子商务平台,该平台使用异步集成来处理用户的订单。当客户下单时,订单信息首先被记录在订单系统中。然后,订单处理的任务(例如库存检查、支付处理和物流安排)被放入一个消息队列中。这些任务随后被独立的服务异步处理:库存服务会检查商品是否有货,支付服务会处理支付,物流服务会在商品准备好后安排发货。
在这个例子中,异步集成允许订单系统继续接收新的客户订单,而不需要同步等待库存确认或支付处理的结果。这种方式提高了系统的吞吐量和可伸缩性,同时为处理高峰时段的订单提供了弹性。此外,它也增加了系统容错性,因为即使某一部分处理延迟或失败,也不会立即影响到整个订单处理流程。

8、流处理
(1)定义
流处理是一种计算技术,用于实时处理连续的数据流。这种处理方式能够即时分析和作出决策,通常用于处理不断生成的数据,如日志文件、传感器数据、金融交易等。
流处理系统通常具有高吞吐量和低延迟特点,能够在数据生成的瞬间进行捕获、分析和响应。流处理为实时集成提供了技术支持,特别是在需要处理大量连续数据流的情况下。
例如,从传感器或在线交易中实时收集数据。但流处理本身并不总是需要数据集成,它可以仅仅用于数据的实时分析,不一定涉及将数据从一个系统转移到另一个系统。
典型引擎:
Kafka Streams、Flink、Storm、Spark Streaming等。
2)案例
金融服务行业中的欺诈检测是流处理技术的一个经典应用案例。例如,一个大型银行可能会实施一个实时欺诈检测系统来监控信用卡交易。每当交易发生时,交易信息会即时流入处理系统。该系统会分析交易的各种属性,如金额、地点和频率,以及与持卡人的历史行为模式进行比较。如果系统检测到异常模式或潜在的欺诈行为,它可以立即触发警报,并采取行动,如冻结交易或通知客户服务部门进一步核查。
流处理系统在这里提供了一种快速响应机制,不仅可以减少欺诈造成的损失,还能在客户可能不知情的情况下保护他们的账户安全。

9、复制
(1)定义
复制是将数据从一个位置复制到另一个位置的过程,以确保一个或多个系统或位置具有相同数据的副本。这通常用于数据备份、灾难恢复、数据分发、负载均衡或提高数据访问性能。复制可以是同步的,也可以是异步的,并且可以涉及完整的数据复制或仅复制更改的数据(增量复制)。
与集成相比,数据复制通常仅关注数据的一致性和可用性,而数据集成通常涉及将来自多个源的数据结合在一起,创建一个统一的、全面的视图。它不仅仅是复制数据,还包括数据的清洗、转换和合并。
(2)案例
一个典型的数据复制案例是全球分布的数据库系统。一个大型在线零售商可能有分布在世界各地的服务器,以确保用户可以快速访问网站和数据。该零售商会在不同的地理位置维护数据库的副本,这些副本通过数据复制保持同步。
当一个客户在一个地区进行购买时,这个交易的数据会被复制到其他地区的数据库中。这样,无论客户在哪里访问,他们都可以看到自己的最新交易历史。同时,这种复制策略也提高了系统的容错性,即使一个服务器发生故障,客户数据和服务的可用性仍然可以通过其他地区的服务器保持不变。


10、归档
(1)定义
归档是将数据长期保存的过程,通常用于保留不再经常访问但仍具有保存价值的数据。归档的目的可能是为了遵守法规要求、数据备份、历史记录保存或释放主存储空间。归档数据通常会被移动到更便宜或更专门的存储介质上,并且可能会经过压缩和优化以节省空间。
(2)案例
一个医疗保健提供者可能需要归档患者的医疗记录。由于法规要求和历史参考的需要,他们可能需要保留患者记录多年,即使这些记录不再用于日常医疗服务。患者的记录会被转移到专门的归档系统中,这些系统设计用于长期存储和保护数据。
在这个案例中,归档系统可能会利用低成本的磁带驱动器或云存储解决方案,并且具有高级的数据管理功能,如自动分类、检索和数据生命周期管理。当需要访问或审查旧记录时,相关人员可以从归档系统中检索它们。通过将旧数据归档,医疗提供者不仅能够遵守法规要求,还能优化主存储的使用,确保关键医疗系统的性能和响应速度。

二、集成架构
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1、点对点架构
(1)定义
点对点(Point-to-Point)架构是一种数据集成方法,其中每个系统或应用直接与其他系统连接和交换数据。在这种架构下,为了实现两个系统之间的数据集成,会建立一个专门的通道或接口。每当需要集成额外的系统时,就需要建立新的连接。
这种方法在只有少数系统需要集成时比较简单和直接。随着系统规模的扩大,管理和维护这些直接连接变得越来越复杂。
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(2)案例
假设一家小型医疗诊所需要将其患者记录系统与两个独立的系统集成:一家实验室的检验结果系统和一家药店的药品管理系统。最初,诊所建立了两个点对点连接:
▪  诊所与实验室:开发了一个接口,使得每当诊所的医生输入检验请求时,信息直接发送到实验室的系统,并且实验室的检验结果可以自动回传到患者的记录中。
▪  诊所与药店:另一个接口允许医生直接从患者记录系统中发送药品处方到药店,药店系统在收到处方后自动更新库存和患者购药记录。
这种点对点的集成方式在开始时可能效率很高,因为只涉及少数几个系统。然而,随着时间的推移,如果诊所决定引入更多的服务,如另一家实验室或专家咨询服务,每增加一个新系统都需要建立新的点对点连接。随着连接数量的增加,整个架构变得越来越复杂,难以维护和升级。
2、集中式架构
(1)定义
集中式架构是一种数据集成方法,其中所有的数据交换和集成过程都通过一个中心点进行。这个中心点通常是一个集成服务器或中间件,如企业服务总线(ESB)或集成平台。在这种架构中,各个系统不直接相互通信,而是与中心点通信,由中心点负责路由、转换和传递消息。
这种方法简化了系统间的连接,因为每个系统只需要与中心点连接,而不是与其他所有系统各自连接。集中式架构特点:
▪  集中的业务逻辑:中心点(如ESB)处理更多集成相关的业务逻辑。
▪  集中的数据转换:中心点转换在不同系统间传递的数据格式。
▪  集中的监控和管理:中心点作为所有集成活动的集中监控和管理点。
▪  高耦合性:扩充系统不容易,对中心点及其他应用影响大。
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(2)案例
在一个在线购物平台中,顾客下单后,系统需要对订单进行一系列的处理,包括库存检查、支付处理和订单状态更新。
ESB接收到订单后,首先查询库存服务,判断所需商品是否充足。如果库存足够,ESB将调用支付服务处理顾客的支付。支付成功后,ESB将指令发送到订单系统,更新订单状态。
在这个例子中,ESB不仅仅是传递消息,它还负责协调不同服务,执行业务逻辑(如库存检查和订单状态更新)。ESB的这种用法使得系统集中化,简化了服务之间的交互,但也可能导致ESB变得复杂和庞大,成为系统的性能瓶颈。
3、数据仓库架构
(1)定义
数据仓库集成架构是指使用数据仓库作为集成数据的中心点,以支持企业决策制定的架构。它通常涉及从各种源系统提取数据,然后通过清洗、转换(ETL过程)并加载到数据仓库中。这个集成过程使得来自不同源的数据被统一化和标准化,以支持复杂的查询和分析。
数据仓库集成架构的核心组件通常包括:
▪  源系统:可以是内部系统(如CRM、ERP、财务系统)或外部数据源。
▪  ETL或ELT工具:用于提取、转换和加载数据。
▪  数据仓库:作为集成数据的中心存储库。
▪  数据访问工具:如报告工具、分析工具和数据挖掘工具。
数据仓库集成架构的特点:
▪  集中式数据存储:所有关键业务数据都存储在一个中央位置,便于管理和分析。
▪  历史数据存储:能够存储大量的历史数据,以支持趋势分析和历史比较。
▪  支持决策制定:为管理层提供了支持决策的统一数据视图。
▪  数据质量管理:通过ETL过程中的清洗和转换步骤改进数据质量。
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数据仓库架构与集中式架构区别:
▪  目的:集中式架构更侧重于数据的实时集成和通信,而数据仓库架构更侧重于为分析和决策支持提供历史数据的长期存储。
▪  数据处理:在集中式架构中,数据通常在传输过程中实时处理和路由;而在数据仓库架构中,数据经过ETL处理后存储,处理通常是批量进行的。
▪  用例:集中式架构通常用于需要实时数据集成和应用间通信的场景;数据仓库架构则适用于需要复杂查询和深入分析的场景。
(2)案例
一家大型零售连锁企业需要理解和分析其全国范围内的销售数据,以便做出更好的库存管理和营销策略决策。企业的信息系统包括多个分散的销售系统、库存管理系统和客户关系管理系统。
为了集成这些数据,企业实施了一个数据仓库解决方案。他们使用ETL工具每天从各个源系统提取数据,包括销售记录、库存水平和客户交易数据。这些数据经过清洗、转换(例如,统一不同系统的产品编码、计算销售总额)后加载到数据仓库中。
在数据仓库中,数据被组织成不同的主题区域,如销售、客户和产品。企业分析师和管理人员可以通过数据访问工具查询这些数据,生成报告和仪表板,分析销售趋势,评估库存效率,理解客户行为。此外,企业还利用数据仓库中的数据进行市场细分和目标营销活动。
通过实施数据仓库集成架构,这家企业能够获得一个全面、一致和可靠的数据基础,支持其业务分析和决策制定。这不仅提高了运营效率,还增强了企业对市场动态的响应能力。
4、数据湖架构
(1)定义
数据湖集成架构是一种以数据湖为核心的数据管理架构,旨在存储和管理大量的原始数据,这些数据来自多个源且格式多样。数据湖允许存储结构化数据(如数据库中的行和列)、半结构化数据(如CSV、日志、XML、JSON)、非结构化数据(如电子邮件、文档、图片)和二进制数据。关键特点是,数据被存储在其原始格式中,直到需要时才进行处理和分析。
在数据湖集成架构中,数据不仅仅是存储,还需要管理工具来组织、保护和访问数据。这包括:
▪  元数据管理:跟踪数据的来源、格式和使用情况。
▪  数据治理:确保数据的质量和安全性。
▪  数据访问:提供查询和分析工具来处理和视图数据。
数据湖集成架构的特点:
▪  灵活性:能够存储各种格式的数据,适应不断变化的数据需求。
▪  可扩展性:适合大规模数据存储和处理,特别是使用云平台时。
▪  成本效益:相比传统数据仓库,存储原始数据通常更加经济。
▪  即时性:能够存储实时流数据,支持快速分析和决策。
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(2)案例
一家大型制造企业需要分析其生产线的性能,包括设备效率、产品质量和维护需求。企业的信息系统包括实时生产监控系统、质量控制系统、物料资源规划(MRP)系统和客户反馈系统。
为了集成这些数据,企业实施了一个基于云的数据湖解决方案。他们使用实时数据流处理工具从生产监控系统中捕获设备性能和传感器数据,将质量控制记录、MRP数据和客户反馈以批量形式上传到数据湖中。所有这些数据都以原始格式存储在数据湖中,包括结构化的数据库表、半结构化的日志文件和非结构化的文本文档。、
数据科学家和工程师可以直接访问数据湖中的数据,使用大数据处理工具和机器学习框架来分析设备性能、预测维护需求和优化生产流程。同时,通过数据湖中的数据,企业能够更好地理解产品质量问题和客户满意度,从而改进产品设计和服务。
通过实施数据湖集成架构,该企业能够灵活地处理和分析各种类型的数据,支持其复杂的分析需求,并提高生产效率和产品质量。这个架构提供了一个强大的平台,用于发现深层次的洞察和驱动创新。
5、服务导向架构(SOA)
(1)定义
服务导向架构(Service-Oriented Architecture,SOA)是一种设计模式,其中应用组件提供服务给其他组件通过一个网络,通常是一个网络。这些服务是松散耦合的,意味着服务的提供者和服务的消费者相互独立,它们之间的关系是通过定义良好的、统一的接口和合同实现的。
SOA的主要目标是提高业务灵活性和可重用性,通过构建一个能够快速响应变化并支持集成的多个组件和系统的架构。
在数据集成的背景下,SOA允许不同的系统和应用通过标准化的服务接口共享和交换数据。这些服务可以是数据提取、转换、加载和查询等功能。
SOA的特点:
▪  松散耦合:服务之间的依赖性最小化,易于替换和更新。
▪  标准化接口:异构的服务通过协议转化过后的标准化接口提供,确保不同系统之间的兼容性。
▪  重用性:服务可以在多个应用和业务流程中重用。
▪  可扩展性:可以根据需要添加新的服务或升级现有服务,而不影响其他组件。
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服务导向架构(SOA)与集中式架构区别:
耦合程度:在集中式架构中,业务逻辑和数据转换通常在中心节点处理,可能导致较高的耦合和集中的复杂性。而在SOA中,服务更加自治,每个服务负责自己的逻辑和数据,提供了更高的灵活性和可维护性。
灵活性和扩展性:SOA通常提供更高的灵活性和扩展性,因为新增服务或修改现有服务比较容易,不会影响到其他服务。而在集中式架构中,对中心点的任何修改都可能影响到所有连接的系统。
虽然集中式架构和SOA在使用ESB进行集成时可能看起来有些相似,但它们的设计理念、架构目标和实现方式有本质的不同。集中式架构强调集中管理和简化集成,而SOA更注重服务的复用、自治和松耦合。
(2)案例
一家全球金融服务公司需要整合其不同地区和业务部门的客户数据,以便提供更一致和个性化的客户服务。该公司的系统包括客户关系管理(CRM)系统、交易处理系统、风险管理系统和财务系统,这些系统分布在不同的地区和技术平台上。
公司决定采用SOA来集成这些系统。他们开发了一系列标准化的服务,这些服务用于从各个系统中提取、更新和同步客户数据。例如:
▪ 一个服务从CRM系统中提取客户联系信息。
▪ 另一个服务从交易系统中获取客户的最近交易记录。
▪ 第三个服务负责将风险评估数据从风险管理系统同步到财务系统。
这些服务都通过企业服务总线(ESB)提供,它作为不同服务之间的中介,仅处理消息的路由、格式转换和协议转换,所有的业务逻辑都保留在各自的系统中。这种方式保持了系统的松耦合和服务的自治性,但需要每个服务都能处理自己的业务逻辑。
通过这种方式,公司能够确保客户的数据在整个组织中保持一致和最新,同时还为未来的扩展提供了灵活性。例如,当公司引入新的风险评估工具时,他们只需要更新对应的服务,而不需要重写整个数据集成逻辑。
通过采用SOA,该金融服务公司不仅提高了数据一致性和客户服务质量,还增强了其业务的灵活性和可扩展性。
6、微服务架构
(1)定义
微服务架构是一种设计方法,它将应用程序作为一组小的、独立的服务开发和部署,每个服务运行在其自己的进程中,并通常围绕特定的业务能力构建。这些服务可以用不同的编程语言编写,使用不同的数据存储技术,并且可以独立地部署和扩展。服务之间通过定义良好的API(通常是HTTP RESTful API)进行通信。
微服务架构的特点:
▪ 独立性:每个微服务可以独立开发、部署、运行和扩展。
▪ 灵活性:团队可以选择最适合每个服务的技术栈。
▪ 可维护性:由于服务规模小,每个服务更易于理解和维护。
▪ 可扩展性:可以单独扩展某个服务,而不需要扩展整个应用。
▪ 敏捷性:团队可以更快地开发和部署新功能。
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微服务架构与服务导向架构(SOA)的区别:
设计哲学:微服务架构强调服务的独立性和小型化,每个服务都是自足的,有自己的数据和技术栈。而SOA强调服务的共享和复用,服务之间可能更加集中和依赖共享的资源和标准,比如两个服务共享数据库。
服务通信:SOA采用了ESB作为服务间通信的关键组件,负责服务定义、服务路由 、消息转换、消息传递,总体上是重量级的实现,性能开销非常大。微服务通过轻量级的通信协议进行松耦合通信,例如,RESTful协议、RPC协议,无须ESB这样的重量级实现。
应用场景:SOA 更加适合于庞大、 复杂、异构的系统,采用兼容的方式进行各种存量异构系统间的集成;微服务更加适合于快速、轻量级、基于 Web 的互联网系统,这类系统业务变化快,需要快速尝试、快速交付。
(2)案例
Netflix 是微服务架构应用的一个著名案例。作为全球最大的流媒体服务提供商,Netflix 面临着巨大的用户负载和需要快速迭代新功能的需求。他们从一个单体架构迁移到了微服务架构,以提高可扩展性和开发速度。
在迁移到微服务后,Netflix 的每个功能,如用户身份验证、电影推荐、内容搜索等,都被构建为独立的服务。这些服务可以独立地进行扩展和更新,这使得Netflix 能够快速地部署新功能和改进,同时也能够更有效地管理其庞大的用户负载。
例如,推荐服务是Netflix 中的一个关键组件,它根据用户的历史和偏好提供个性化的电影和电视节目推荐。作为一个独立的微服务,推荐服务可以单独进行创新和改进,而不会影响到其他部分的系统。这种灵活性和敏捷性是Netflix在竞争激烈的媒体服务市场中保持领先地位的关键。
此外,微服务架构还使Netflix能够实现高度的故障隔离,即使某个服务发生故障,也不会影响到整个系统的稳定性。这对于保持他们的服务可靠性和用户满意度至关重要。
7、虚拟化架构
(1)定义
虚拟化架构在数据集成领域指的是使用抽象层(通常是软件)来访问和管理来自不同数据源的数据,而无需将数据物理地移动或复制到一个集中位置。这种架构允许用户和应用程序以统一和一致的方式查询、分析和操作分散在各处的数据。虚拟化层处理所有的数据转换、格式化和交付工作,使得底层数据源的复杂性对用户透明。
虚拟化架构的特点
位置透明:用户可以访问和集成分布在不同地点的数据,而不需要知道数据实际存储的位置。
▪ 格式透明:虚拟化层可以处理不同数据源的数据格式和协议,提供一个统一的访问接口。
▪ 实时访问:用户可以实时访问最新数据,无需等待数据复制或转移。
▪ 成本效益:减少了数据移动和复制的需要,降低了存储和管理成本。
▪ 灵活性和可扩展性:容易添加新的数据源和适应变化的数据需求。
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(2)案例
一家大型医疗保健提供商需要集成来自多个医院、诊所和实验室的患者数据,以便提供更协调和个性化的医疗服务。这些数据包括电子病历、检验结果、药物处方和成像记录,存储在不同的系统和格式中。
采用数据虚拟化架构,提供商部署了一个数据虚拟化平台来集成这些不同的数据源。当医生或护士查询患者的全面健康记录时,数据虚拟化层实时地从各个源系统中检索和整合所需信息,提供一个统一的患者视图。
这种架构使得医疗工作者能够即时访问全面且最新的患者信息,支持更好的诊断和治疗决策,同时避免了建立和维护一个巨大的集中式数据仓库的高昂成本和复杂性。此外,由于数据虚拟化保持了数据的实时性和一致性,患者的医疗记录更准确,医疗服务质量得到提升。
8、云化集成架构
(1)定义
云化集成架构是一种利用云服务和资源来实现数据和应用程序之间集成的架构。这种架构通常依赖于云提供商提供的平台和工具,例如云数据库服务、云存储、集成平台即服务(iPaaS)和API管理工具。
云化集成架构使企业能够更灵活、更高效地实现系统间的数据共享和业务流程协同,同时还可以利用云的弹性和可扩展性来处理大量数据和高并发请求。
云化集成架构的特点:
可扩展性:能够根据需要动态地增减资源和服务。
▪ 灵活性:可以快速适应新的集成需求和变更。
▪ 成本效益:通常基于使用量付费,避免了大量的前期投资。
▪ 易于管理:云提供商通常提供管理工具和服务来简化运维工作。
(2)案例
一家全球零售商需要集成其位于不同地区的在线商店、物理店铺的销售系统、仓库管理系统以及第三方物流服务。随着业务的全球扩张,传统的集成方法变得难以扩展和维护,因此他们转向了云化集成架构。
零售商选择了一种集成平台即服务(iPaaS)解决方案,将所有关键的业务系统连接到一起。通过这个云平台,他们能够实时地处理和分析来自世界各地的订单数据,并且能够根据需求快速地添加新的店铺和服务到系统中。
例如,当顾客在线下单时,订单信息会被实时发送到iPaaS平台,平台负责将订单信息路由到正确的仓库系统,并通知物流服务开始配送流程。同时,存储和销售数据会被实时分析来优化库存管理和市场营销策略。
通过采用云化集成架构,这家零售商不仅提高了订单处理的效率和准确性,还获得了更好的数据洞察,帮助他们做出更快和更智能的商业决策。此外,云平台的弹性和可扩展性也为他们未来的增长提供了支持。
三、相关术语
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1、ETL
(1)定义
ETL代表提取(Extract)、转换(Transform)、加载(Load)。它是数据仓库中使用的一种过程,用于从各种数据源系统提取数据,对数据进行清洗、转换和整合,然后加载到目标数据仓库或数据湖中。
提取(Extract): 从原始数据源提取数据,这些源可能包括数据库、CRM系统、ERP系统、平面文件等。
转换(Transform): 对数据进行清洗和转换,以确保它们符合目标系统的要求。这可能包括数据清洗、去重、标准化、验证和应用业务规则。
加载(Load): 将转换后的数据加载到目标数据存储,如数据仓库、数据湖或其他分析数据库中。
ETL与数据集成的区别如下:
数据集成是一个更广泛的概念,涉及将数据从多个源系统集成到一起的任何技术或过程。除了ETL,还有其他方法如ELT(提取、加载、转换)、数据虚拟化和数据联邦等。
ETL特指一种特定的集成过程,即先提取数据,然后在中间层转换数据,最后加载到目标系统。这个过程通常是批处理的,而不是实时的。
(2)案例
一个大型零售公司可能会使用ETL来集成其销售数据,以便进行深入的业务分析和库存管理。该公司可能有多个销售渠道,包括实体店、在线商店和第三方平台,每个渠道都有自己的销售系统。
在这个案例中,ETL过程会定期从这些系统中提取销售数据,将数据进行清洗和转换(例如,将日期格式统一,或将不同系统的产品ID映射到一个统一的产品目录中),然后加载到一个中央数据仓库中。数据分析师和业务用户可以使用这个集成后的数据来生成报告、分析销售趋势、优化库存管理,甚至预测未来的销售。通过ETL,公司能够从多个数据源中获得一个统一、准确的数据视图,这对于做出数据驱动的决策至关重要。
2、ELT
(1)定义
ELT代表提取(Extract)、加载(Load)、转换(Transform)。它是一种数据处理过程,与ETL类似,但转换过程发生在数据被加载到目标系统之后。在ELT中,原始数据被提取出来并直接加载到目标数据存储(通常是数据湖或现代数据仓库),然后在目标系统内部进行转换和整理。
ELT与ETL的区别如下:
▪ 执行顺序: 在ETL中,数据先在外部系统或中间层转换后再加载到目标系统。而在ELT中,数据先加载到目标系统,然后在目标系统内部进行转换。
▪ 性能和规模: ELT通常更适合处理大规模的数据集,因为它可以利用现代数据仓库的高性能和弹性来处理转换。ETL可能需要额外的硬件和处理能力来处理大数据。
▪ 灵活性: ELT提供了更高的灵活性,特别是当使用数据湖和云基础设施时。用户可以先将所有数据快速加载进去,然后根据需要对数据进行转换和分析。
▪ 工具和技术: ETL和ELT可能使用不同的工具和技术,ETL通常依赖于传统的数据集成工具,而ELT则利用了数据湖和现代数据仓库的强大能力。
(2)案例
一个电子商务公司需要分析其网站的用户行为,包括点击流、购买历史和用户反馈。该公司每天产生大量的数据,需要快速处理以便实时分析。
在这个案例中,公司采用ELT过程。它们将详细的点击流日志和交易记录直接提取并加载到一个云数据仓库(如Amazon Redshift)。一旦数据在Redshift中,他们就使用SQL和其他转换工具在数据仓库内部处理和转换数据,例如,清洗数据、创建聚合表和计算用户行为指标。然后,分析师和数据科学家可以直接在Redshift上运行查询和机器学习模型,以实时分析用户行为并生成洞察。通过使用ELT,该公司能够有效地处理和分析大规模数据,同时保持系统的灵活性和响应能力。
3、集成编排
(1)定义
数据集成编排是指对数据集成过程进行规划、管理和调度的行为,以确保数据在多个系统和服务之间高效、准确且可靠地流动。编排涉及定义数据流的逻辑和顺序,管理数据的提取、转换和加载(ETL)过程,以及处理错误和依赖关系。目的是自动化并优化数据集成流程,确保数据及时到达正确的目的地,并以正确的格式和质量呈现。
编排通常依赖于工作流管理系统或集成平台,这些系统提供了工具和接口来设计、执行和监控数据集成工作流。
数据集成编排的特点:
自动化:自动化复杂的数据集成流程,减少人工干预。
调度:能够计划和调度数据集成任务的执行,例如在非高峰时段自动运行数据同步任务。
监控和日志:跟踪数据集成流程的执行情况,记录成功和失败的事件,便于故障排查和性能优化。
错误处理:自动处理失败的任务,例如重试或发送警报。
依赖管理:处理不同数据集成任务之间的依赖关系,确保它们按正确的顺序执行。
(2)案例
一家跨国零售企业在全球范围内经营着多个销售渠道,包括实体店、在线商城和第三方电商平台。每个渠道都有自己的销售系统和数据库。为了全面分析销售绩效、库存状况和消费者行为,企业需要将来自所有渠道的销售数据集成到一个中央数据仓库中。
企业采用了数据集成编排工具来管理这一过程。编排工具每晚自动从各个销售系统提取当天的销售数据,通过ETL过程进行清洗和转换,然后加载到数据仓库中。编排工具还管理数据加载的顺序和依赖关系,确保数据的一致性和完整性。例如,它会先处理来自实体店的数据,然后是在线商城,最后是第三方电商平台。
此外,编排工具还监控整个集成过程的执行情况,记录所有成功和失败的事件,并在遇到错误时自动重试或发送警报给系统管理员。这使得企业能够及时发现并解决问题,确保数据集成的高效和准确。
通过实施数据集成编排,该企业不仅提高了数据处理的效率和可靠性,还获得了更及时和全面的数据分析,帮助他们做出更明智的业务决策,并更好地满足顾客的需求。
4、数据发布与订阅
(1)定义
数据发布与订阅(Publish/Subscribe)是一种消息传递范式,在这种模型中,消息的发送者(发布者)不会直接将消息发送给特定的接收者(订阅者)。相反,发布的消息被分类到某个频道或主题,而订阅者表达了对一个或多个频道或主题的兴趣。当新消息发布到某个频道时,所有订阅了该频道的订阅者都会收到消息。这种模型的关键优势在于解耦了消息的发送者和接收者。
数据发布与订阅的特点:
解耦:发布者和订阅者之间不需要知道对方的存在,他们只与消息系统交互。
灵活性:订阅者可以根据需要订阅或取消订阅不同的消息频道或主题。
扩展性:新的订阅者或发布者可以很容易地添加到系统中,不会影响现有的订阅者或发布者。
即时性:订阅者可以实时接收到他们订阅的主题的更新。
(2)案例
在金融市场中,投资银行、交易所和金融服务公司需要实时获取市场数据来进行快速的决策。这些数据包括股票价格、交易量、市场新闻等,它们会不断变化且需要实时处理。
一个金融数据服务公司可能会提供一个数据发布与订阅平台,允许不同的客户根据自己的需求订阅不同的数据主题。例如,一个股票交易公司可能订阅特定股票或指数的价格更新,而一个新闻门户网站可能订阅市场新闻更新。
当有新数据或新闻发布时,数据服务公司会将更新推送给所有订阅了相应主题的客户。这种方式不仅确保了数据的及时性和准确性,还允许每个客户根据自己的特定需求定制数据流。
通过实现数据发布与订阅模型,金融市场的参与者可以确保他们能够实时接收关键数据,从而快速响应市场变化,维护竞争优势,并做出更好的投资决策。同时,数据服务公司可以高效地管理和分发大量数据,服务于多样化的客户群体。
5、数据集成制度
(1)定义
数据集成制度是指一组规则、标准和流程,用来指导和管理一个组织内的数据集成活动。这些制度确保数据集成工作的一致性、效率和安全性,同时符合相关的法律法规和业务需求。
(2)案例
第一章:制度概述
目标和目的:确保数据集成活动支持组织战略,提高数据的质量和可用性。
适用范围:适用于所有涉及数据集成的部门和个人。
第二章:数据标准和质量
数据格式标准:定义统一的数据格式和编码标准,例如ISO日期格式、统一的货币表示等。
数据质量要求:确保数据准确性、完整性和一致性。定期进行数据质量审查。
第三章:数据安全和合规
数据访问控制:基于角色和责任分配数据访问权限。
数据加密和保护:对敏感数据进行加密处理,确保数据传输和存储安全。
合规性要求:确保数据集成活动符合所有相关的数据保护法律和行业规范。
第四章:数据集成流程管理
ETL流程:定义标准的数据提取、转换和加载流程。
数据审核和批准:在数据正式集成到主要系统前进行审核和批准。
第五章:技术和工具
技术选择:指导如何选择和使用数据集成工具和平台。
技术培训和支持:为相关人员提供必要的技术培训和支持。
第六章:监控和报告
性能监控:监控数据集成流程的性能,确保高效运行。
定期报告:定期向管理层报告数据集成项目的进展和效果。
第七章:持续改进
反馈和评估:定期收集反馈,评估数据集成制度的有效性。
更新和改进:根据技术发展和业务需求的变化,持续更新和改进数据集成制度。
第八章:实施和执行
实施日期:规定制度的生效日期。
责任部门:指定负责本制度实施和监督的部门。

6、数据集成标准
(1)定义
数据集成标准是一套规范和准则,用于指导如何正确、高效地整合来自不同数据源的数据。这些标准确保数据集成过程的一致性、可靠性和有效性
(2)案例
数据格式和编码标准示例文本和字符编码:
标准:所有文本数据应使用统一的字符编码,推荐使用 UTF-8 编码。
实践:在数据提取和加载过程中,确保所有源系统和目标系统均能正确处理 UTF-8 编码的文本。
日期和时间格式:
标准:所有日期和时间数据应使用国际标准 ISO 8601。格式为 YYYY-MM-DD(日期),YYYY-MM-DDTHH:MM:SS(时间戳)。
实践:在ETL过程中,将所有源数据中的日期和时间转换为 ISO 8601 标准格式。
数值格式:
标准:使用十进制格式表示数值,小数点符号为点(.),千位分隔符可选,但必须保持一致。
实践:确保在数据转换过程中,所有数值数据均按此标准格式化。
货币表示:
标准:货币数据应包括货币符号和数值,推荐使用国际货币代码(如 USD、EUR)前置。
实践:在数据处理过程中,对货币字段进行标准化,确保格式一致。
文件格式:
标准:对于文件数据交换,推荐使用如 CSV、JSON、XML 等通用格式,确保良好的可读性和兼容性。
实践:在不同系统间交换数据时,使用这些标准文件格式,并确保数据格式正确。
数据集成工具的兼容性:
标准:选用的数据集成工具必须支持上述数据格式和编码标准。
实践:在选择数据集成工具时,验证其对上述标准的支持情况。

7、集成类型
(1)定义
在现代企业架构中,集成不仅仅是关于数据。它涉及多种类型,以确保不同的系统、应用程序、服务和数据能够相互协作和通信。除了数据集成外,还有以下几种常见的集成类型:
应用集成:
应用集成关注于不同应用程序之间的交互和通信。它使得一个应用可以访问另一个应用的功能和数据。这通常通过APIs(应用编程接口)、消息队列和中间件等技术实现。应用集成是实现自动化工作流、提高生产率和确保应用间一致性的关键。
服务集成:
随着SOA(服务导向架构)和微服务架构的流行,服务集成变得越来越重要。它涉及将独立的服务组合成复杂的应用。这通常通过RESTful API、SOAP服务、RPC(远程过程调用)等技术实现。服务集成支持更灵活的应用设计,使得各服务可以独立开发、部署和扩展。
流程集成:
流程集成关注于不同业务流程之间的协调和集成。这涉及到跨多个应用和服务的工作流程的定义、执行和监控。流程集成常通过BPM(业务流程管理)工具和工作流引擎实现。它帮助企业优化和自动化跨部门和应用的业务流程。
用户界面集成:
用户界面集成使得不同应用的前端可以更加协调一致,为用户提供无缝的体验。这可能涉及将来自不同应用的数据和功能集成到一个统一的界面中,或确保不同应用遵循相同的设计原则和样式指南。
(2)案例
假设一个大型金融公司希望整合其客户关系管理系统(CRM)、财务系统、贷款审批服务、信贷处理流程和客户门户网站。以下是如何通过不同类型的集成来实现这一目标的案例:
数据集成:
公司希望确保在CRM系统中更新的客户信息能够实时反映在财务系统中。通过建立一个数据集成层,使用ETL(提取、转换、加载)工具实时同步CRM和财务系统之间的数据。当CRM中的客户信息更新时,相应的变化会被推送到财务系统,确保两个系统的数据一致性。
应用集成:
公司需要CRM系统能够访问财务系统中的客户财务记录。使用企业服务总线(ESB)来连接CRM和财务系统。当CRM需要访问财务信息时,它通过ESB发送请求,ESB负责将请求路由到财务系统并返回所需数据。
服务集成:
金融公司有一个独立的微服务,贷款审批服务,需要访问客户的信用评分信息,这是由外部信用评分机构提供的服务。贷款审批服务通过API直接调用外部信用评分服务。这个服务集成确保了贷款审批过程可以实时获取最新的信用信息。
流程集成:
公司希望自动化整个信贷处理流程,从客户申请到审批再到发放贷款。通过BPM(业务流程管理)工具来定义和自动化信贷处理流程。这个流程集成了CRM系统、贷款审批服务、财务系统等多个系统和服务,确保每个步骤都按照既定规则执行。
界面集成:
客户希望能通过一个统一的门户网站访问他们的个人信息、财务记录和贷款状态。开发一个客户门户网站,它通过后端服务集成了CRM系统、财务系统和贷款审批服务。用户可以在一个界面上查看和管理所有相关信息。

本文全面介绍了数据集成与共享的基本概念、集成方式、架构和相关术语,提供了25个专有名词的详细解析,并通过实际案例展示了各种集成方式在现实中的应用。通过理解这些集成方式和架构,组织可以更好地制定数据策略,实现数据的有效管理和利用,从而推动业务增长和创新。


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