בניית צינורות נתונים עם Kubernetes – DATAVERSITY

צינורות נתונים הם קבוצה של תהליכים המעבירים נתונים ממקום אחד לאחר, בדרך כלל ממקור הנתונים למערכת אחסון. תהליכים אלו כוללים מיצוי נתונים ממקורות שונים, טרנספורמציה להתאמה לצרכים עסקיים או טכניים, וטעינה ליעד סופי לניתוח או דיווח. המטרה היא להפוך את זרימת הנתונים לאוטומטית כדי לספק תובנות בעלות ערך וביצוע לעסקים.

ארכיטקטורת צינור נתונים יעילה נועדה להבטיח שלמות נתונים ואמינות. הוא בנוי לטיפול בנתונים מובנים ובלתי מובנים, והופך אותם לפורמט שמיש לניתוח או הדמיה. צינורות נתונים חיוניים לעסקים כדי לקבל החלטות מונעות נתונים ולהשיג יתרון תחרותי בשוק.

צינורות נתונים הם לא רק העברת נתונים. הם כוללים גם ניקוי נתונים, אימות ועיצוב. הם יכולים להתמודד עם כמויות גדולות של נתונים, לעבד אותם בזמן אמת או באצווה, בהתאם לצרכים העסקיים.

בפוסט זה בבלוג, נדון כיצד להשתמש ב-Kubernetes עבור צינורות נתונים. Kubernetes הופך להיות סטנדרטי דה-פקטו לניהול עומסי עבודה הן במקום והן בענן. היא מספקת פלטפורמה חזקה וגמישה לניהול ואוטומציה של קווי נתונים.

מדוע להשתמש ב-Kubernetes עבור צנרת נתונים? 

Kubernetes היא פלטפורמת קוד פתוח המיועדת לאוטומטיות של פריסה, קנה מידה וניהול של יישומים עם מיכל. זהו כלי רב עוצמה לניהול צינורות נתונים, המציע יתרונות רבים כגון מדרגיות, סבילות לתקלות וניהול משאבים.

מיכלור

Containerization היא שיטה לאריזת אפליקציה ותלותיה ליחידה עצמאית שיכולה לפעול בכל סביבת מחשוב. Kubernetes מספקת פלטפורמה חזקה לניהול יישומים מכולים, כולל צינורות נתונים.

עם Kubernetes, אתה יכול בקלות לפרוס ולנהל את רכיבי צינור הנתונים שלך בקונטיינרים. זה לא רק הופך את צינורות הנתונים שלך לניידים אלא גם מבטיח בידוד מתהליכים אחרים - זה גם מפשט את תהליך הפריסה, ומאפשר לך לשכפל בקלות את צינורות הנתונים שלך בסביבות שונות.

בקרת מערכות ותקשורת

מדרגיות היא גורם מכריע בניהול צינורות נתונים. ככל שנפחי הנתונים גדלים, התשתית שלך אמורה להיות מסוגלת להתרחב כדי להתמודד עם הגידול. Kubernetes זוהרת ביכולתה לבצע קנה מידה אוטומטי של משאבים על סמך עומס עבודה. היא מאפשרת קנה מידה אופקי, שבו מתווספים צמתים נוספים למערכת, וקנה מידה אנכי, שבו משאבים בצמתים קיימים מוגדלים.

עם Kubernetes, אתה יכול להבטיח שצינורות הנתונים שלך תמיד פועלים בקיבולת אופטימלית. זה יכול להתאים אוטומטית את המשאבים על סמך הביקוש, ולהבטיח שצינורות הנתונים שלך לעולם לא יהיו מנוצלים או מנוצלים מדי. רמה זו של יכולת קנה מידה אוטומטי לא ניתן למצוא בקלות במערכות ניהול נתונים מסורתיות רבות.

סובלנות לתקלות

בעולם של ניהול נתונים, כשלים הם בלתי נמנעים. עם זאת, ניתן למזער את ההשפעה של כשלים אלה באמצעות סובלנות לתקלות. Kubernetes מספקת תכונות מובנות של סובלנות תקלות המבטיחות שצינורות הנתונים שלך ממשיכים לתפקד למרות כשלים.

Kubernetes משיגה סובלנות לתקלות באמצעות שכפול ומנגנוני ריפוי עצמי. זה יכול להחליף באופן אוטומטי צמתים כושלים, ולהבטיח שצינורות הנתונים שלך תמיד פועלים. זה גם מפזר את עומס העבודה על פני מספר צמתים כדי למנוע נקודת כשל אחת. רמת חוסן זו מבטיחה שצינורות הנתונים שלך אמינים ויכולים להתמודד עם כל בעיה בלתי צפויה.

ניהול משאבים

ניהול משאבים יעיל הוא קריטי בניהול צנרת הנתונים. Kubernetes מצטיינת בהיבט זה על ידי מתן יכולות ניהול משאבים יעילות. זה מאפשר לך להגדיר מכסות משאבים ולהגביל טווחים כדי למנוע ניצול יתר של משאבים.

עם Kubernetes, אתה יכול להקצות משאבים על סמך הצרכים של צינורות הנתונים שלך. זה מבטיח שהמשאבים לא יבזבזו, שמירה על ביצועים אופטימליים והפחתת עלויות. הוא גם מציע יכולות ניטור למעקב אחר השימוש במשאבים, ומספק תובנות שיכולות לסייע באופטימיזציה של צינורות הנתונים שלך.

בניית צינורות נתונים עם Kubernetes: שלב אחר שלב 

להלן אנו מכסים את התהליך הכללי של בניית צינור נתונים ב-Kubernetes. זוהי רק סקירה ברמה גבוהה - תזדקק לידע מסוים של Kubernetes ותצטרך להיות בקי בתהליכי הנדסת נתונים. 

התקן את Kubernetes והגדר את Kubectl

השלב הראשון בבניית צינורות נתונים עם Kubernetes הוא התקנת Kubernetes והגדרת kubectl, שהוא ממשק שורת פקודה להפעלת פקודות כנגד אשכולות Kubernetes. 

אתה יכול להתקין Kubernetes על מערכות הפעלה וסביבות שונות, כולל לינוקס, macOS, Windows ופלטפורמות ענן שונות. לאחר התקנת Kubernetes, תצטרך הגדר את kubectl, הכולל הורדת הקובץ הבינארי kubectl והגדרתו לאינטראקציה עם אשכול Kubernetes שלך.

בליעת נתונים

צור תצורות של מקור נתונים

קליטת נתונים היא תהליך של השגת ויבוא נתונים לשימוש מיידי או אחסון במסד נתונים. בהקשר של צינורות נתונים, זה כרוך בהגדרת תצורות של מקור נתונים. תצורות אלה מציינות את הפרטים של מקורות הנתונים שמהם הצינור שלך יבלע נתונים. 

תצורות אלה יכולות לכלול פרטים כמו סוג מקור הנתונים (למשל, מסד נתונים, קובץ, API), מיקום מקור הנתונים, פורמט הנתונים ופרמטרים אחרים הדרושים לגישה ולקריאת הנתונים.

הגדר תרמילים לבליעה

ברגע שתצורות מקור הנתונים שלך מוכנות, השלב הבא הוא הגדרת תרמילים להטמעה באשכול Kubernetes שלך. פוד הוא היחידה התפעולית הקטנה ביותר בתוך Kubernetes ויכול לכלול מיכל אחד או יותר. 

תרמילים לבליעה אחראים לקבלת נתונים ממקורות הנתונים שלך בהתבסס על התצורות שהגדרת. אתה יכול להשתמש בתכונות המובנות של Kubernetes כמו בקרי שכפול, משימות או ערכות דמונים כדי לנהל את מחזור החיים של תרמילי ההטמעה שלך ולהבטיח שהם פועלים כצפוי.

עיבוד נתונים

כתוב סקריפטים לעיבוד

לאחר הכנסת הנתונים, השלב הבא בצנרת הוא עיבוד נתונים. זה כרוך בהפיכת הנתונים שנבלעו לפורמט המתאים לניתוח או להדמיה. שלב זה כולל בדרך כלל כתיבת סקריפטים לעיבוד, שהם תוכנות המבצעות טרנספורמציות שונות על הנתונים. לדוגמה, סקריפט עיבוד עשוי לנקות את הנתונים, לסנן אותם, לצבור אותם או להחיל טרנספורמציות מורכבות יותר כמו אלגוריתמים של למידת מכונה.

צור תמונות Docker

לאחר כתיבת סקריפטים לעיבוד, תצטרך לארוז אותם לתמונות Docker. על ידי אריזה של סקריפטים לעיבוד לתוך תמונות Docker, אתה יכול בקלות לפרוס ולהפעיל אותם באשכול Kubernetes שלך.

פריס תרמילים לעיבוד

השלב האחרון בשלב עיבוד הנתונים הוא פריסת תרמילי העיבוד שלך. תרמילים אלה אחראים להפעלת סקריפטים לעיבוד ולשינוי הנתונים שנקלטו. אתה יכול לפרוס את תרמי העיבוד שלך באמצעות kubectl. ברגע שקובצי העיבוד שלך פועלים, הם יתחילו לעבד את הנתונים שנקלטו בהתבסס על ההיגיון בתסריטי העיבוד שלך.

אחסון נתונים

צור נפחים מתמשכים ותביעות נפח מתמשכות (PVC)

לאחר עיבוד הנתונים שלך, יש לאחסן אותם לשימוש עתידי. Kubernetes מספקת תכונה הנקראת נפחים מתמשכים (PVs) לאחסון נתונים. PVs הם משאבי אשכול שמחזיקים את הנתונים שהפודים שלך מייצרים, והם נשארים בחיים גם לאחר כיבוי הפודים. בנוסף ל-PVCs, תצטרך גם ליצור תביעות נפח מתמשכות (PVCs), שהן בקשות לאחסון על ידי משתמש. PVCs יכולים לבקש גדלים ומצבי גישה ספציפיים (למשל, קריאה/כתיבה פעם אחת, לקריאה בלבד) עבור אמצעי אחסון.

הר נפחים לתרמילים

לאחר שהכרכים המתמשכים וה-PVC מוכנים, עליך להרכיב אותם לתרמילים שלך. זה כולל ציון הנפחים במפרטי הפוד שלך ואז הרכבתם לספריות המתאימות בתרמילים שלך. לאחר הרכבת אמצעי האחסון שלך, התרמילים שלך יכולים לקרוא ולכתוב לכרכים אלה, מה שיאפשר להם לאחסן את הנתונים המעובדים.

הכן נתוני פלט ופריסה של שירותי פלט

לאחר שהנתונים שלך עברו עיבוד ואחסנה, הם מוכנים לצריכה. זה כולל הכנת נתוני הפלט ופריסה של שירותי פלט. הכנת נתוני הפלט עשויה להיות כרוכה בעיצוב הנתונים לפורמט מתאים לצריכה (למשל, JSON, CSV), בעוד שפריסת שירותי פלט כרוכה בהקמת שירותים שיכולים לשרת את הנתונים המעובדים למשתמשי קצה או למערכות במורד הזרם.

בדיקת צינור הנתונים שלך

השלב האחרון בבניית צינורות נתונים עם Kubernetes הוא בדיקת צינור הנתונים שלך. זה כרוך בהפעלת הצינור שלך עם נתוני בדיקה ואימות שהוא פועל כמצופה. בדיקת צינור הנתונים שלך חיונית כדי להבטיח שהוא אמין ומפיק תוצאות מדויקות. זה גם עוזר לך לזהות ולתקן בעיות או באגים לפני פריסת הצינור שלך בסביבת ייצור.

סיכום

לסיכום, Kubernetes נותנת מענה לאתגרים מרכזיים של צינורות נתונים, ומציעה פתרונות ניהול משאבים ניתנים להרחבה, סובלני תקלות ויעילים. באמצעות תמיכתו ב-containization, הוא מבטיח ניידות ותפעול חלק בסביבות מגוונות, ומשפר את החוסן והאמינות של צינורות הנתונים.

פוסט זה בבלוג סיפק סקירה ברמה גבוהה של התהליך הכרוך בבניית צינור נתונים באמצעות Kubernetes - מהגדרת Kubernetes ו-kubectl, הקמת תרמילים להטמעת נתונים, עיבוד נתונים, ועד להבטחת אחסון ופלט נתונים מאובטחים ויעילים, ועד לבסוף בדיקת צינור נתונים לפני הפריסה לייצור.

אימוץ Kubernetes לבניית צינורות נתונים אכן מסמן צעד משמעותי לקראת אוטומציה ואופטימיזציה של זרימת הנתונים בתוך העסק, ובכך מעצימה ארגונים לקבל החלטות מונחות תובנה, מונעות נתונים באופן עקבי ואפקטיבי.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.dataversity.net/building-data-pipelines-with-kubernetes/