数仓分层

2023-08-23 15:20:24 浏览数 (2)

数仓分层

数据分层是数据仓库设计中一个十分重要的环节,良好的分层设计能够让整个数据体系更容易被理解和使用。本文介绍的是如何理解数据仓库中各个分层的作用。

图解数据分层

何为数仓DW

Data warehouse(可简写为DW或者DWH)数据仓库,是在数据库已经大量存在的情况下,它是一整套包括了etl、调度、建模在内的完整的理论体系

数据仓库的方案建设的目的,是为前端查询和分析作为基础,主要应用于OLAP(on-line Analytical Processing),支持复杂的分析操作,侧重决策支持,并且提供直观易懂的查询结果。目前行业比较流行的有:AWS Redshift,Greenplum,Hive等。

数据仓库并不是数据的最终目的地,而是为数据最终的目的地做好准备,这些准备包含:清洗、转义、分类、重组、合并、拆分、统计等

为何要分层

数据仓库中涉及到的问题:

  1. 为什么要做数据仓库?
  2. 为什么要做数据质量管理?
  3. 为什么要做元数据管理?
  4. 数仓分层中每个层的作用是什么?
  5. ……

在实际的工作中,我们都希望自己的数据能够有顺序地流转,设计者和使用者能够清晰地知道数据的整个声明周期,比如下面左图。

但是,实际情况下,我们所面临的数据状况很有可能是复杂性高、且层级混乱的,我们可能会做出一套表依赖结构混乱,且出现循环依赖的数据体系,比如下面的右图。

为了解决我们可能面临的问题,需要一套行之有效的数据组织、管理和处理方法,来让我们的数据体系更加有序,这就是数据分层。数据分层的好处:

  • 清晰数据结构:让每个数据层都有自己的作用和职责,在使用和维护的时候能够更方便和理解
  • 复杂问题简化:将一个复杂的任务拆解成多个步骤来分步骤完成,每个层只解决特定的问题
  • 统一数据口径:通过数据分层,提供统一的数据出口,统一输出口径
  • 减少重复开发:规范数据分层,开发通用的中间层,可以极大地减少重复计算的工作

数据分层

每个公司的业务都可以根据自己的业务需求分层不同的层次;目前比较流行的数据分层:数据运营层、数据仓库层、数据服务层。

数据运营层ODS

数据运营层:Operation Data Store 数据准备区,也称为贴源层。数据源中的数据,经过抽取、洗净、传输,也就是ETL过程之后进入本层。该层的主要功能:

  • ODS是后面数据仓库层的准备区
  • 为DWD层提供原始数据
  • 减少对业务系统的影响

为了考虑后续可能需要追溯数据问题,因此对于这一层就不建议做过多的数据清洗工作,原封不动地接入原始数据即可

这层的数据是后续数据仓库加工数据的来源。数据来源的方式:

  1. 业务库:sqoop定时抽取数据;实时方面考虑使用canal监听mysql的binlog日志,实时接入即可
  2. 埋点日志:日志一般是以文件的形式保存,可以选择使用flume来定时同步;可以使用spark streaming或者Flink、Kafka来实时接入
  3. 消息队列:来自ActiveMQ、Kafka的数据等

数据仓库层

数据仓库层从上到下,又可以分为3个层:数据细节层DWD、数据中间层DWM、数据服务层DWS。

数据细节层DWD

数据细节层:data warehouse details,DWD

该层是业务层和数据仓库的隔离层,保持和ODS层一样的数据颗粒度;主要是对ODS数据层做一些数据的清洗和规范化的操作,比如去除空数据、脏数据、离群值等。

为了提高数据明细层的易用性,该层通常会才采用一些维度退化方法,将维度退化至事实表中,减少事实表和维表的关联。

数据中间层DWM

数据中间层:Data Warehouse Middle,DWM;

该层是在DWD层的数据基础上,对数据做一些轻微的聚合操作,生成一些列的中间结果表,提升公共指标的复用性,减少重复加工的工作。

简答来说,对通用的核心维度进行聚合操作,算出相应的统计指标

数据服务层DWS

数据服务层:Data Warehouse Service,DWS;

该层是基于DWM上的基础数据,整合汇总成分析某一个主题域的数据服务层,一般是宽表,用于提供后续的业务查询,OLAP分析,数据分发等。

一般来说,该层的数据表会相对较少;一张表会涵盖比较多的业务内容,由于其字段较多,因此一般也会称该层的表为宽表。

数据应用层ADS

数据应用层:Application Data Service,ADS;

该层主要是提供给数据产品和数据分析使用的数据,一般会存放在ES、Redis、PostgreSql等系统中供线上系统使用;也可能存放在hive或者Druid中,供数据分析和数据挖掘使用,比如常用的数据报表就是存在这里的。

事实表 Fact Table

事实表是指存储有事实记录的表,比如系统日志、销售记录等。事实表的记录在不断地增长,比如电商的商品订单表,就是类似的情况,所以事实表的体积通常是远大于其他表。

维表层Dimension

维度表(Dimension Table)或维表,有时也称查找表(Lookup Table),是与事实表相对应的一种表;它保存了维度的属性值,可以跟事实表做关联,相当于将事实表上经常重复出现的属性抽取、规范出来用一张表进行管理。维度表主要是包含两个部分:

  • 高基数维度数据:一般是用户资料表、商品资料表类似的资料表,数据量可能是千万级或者上亿级别
  • 低基数维度数据:一般是配置表,比如枚举字段对应的中文含义,或者日期维表等;数据量可能就是个位数或者几千几万。

常见的维度表有:日期表(存储与日期对应的周、月、季度等的属性)、地点表(包含国家、省/州、城市等属性)等。

参考资料

本文的参考资料:

1、通用的数据仓库分层方法:https://www.cnblogs.com/itboys/p/10592871.html

2、Data Warehousing - Architecture:http://www.lastnightstudy.com/Show?id=48/Data-Warehouse-Architecture

3、What is a data warehouse?(IBM):https://www.ibm.com/cloud/learn/data-warehouse

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