数据编排与数据虚拟化的区别与联系

数据编排与数据虚拟化:像餐厅一样管理数据的“后厨”与“菜单”

关键词:数据编排, 数据虚拟化, 数据管理, 数据流程, 虚拟视图, 数据源整合, 数据服务
摘要:数据编排与数据虚拟化是数据管理领域的“双璧”,但很多人对它们的区别与联系一知半解。本文用“餐厅运营”的类比,从流程管理(数据编排)和用户接口(数据虚拟化)两个角度,拆解它们的核心逻辑:数据编排像“后厨的流水线”,负责把零散食材(数据源)变成可上桌的菜品(结构化数据);数据虚拟化像“餐厅的菜单”,负责把菜品整理成易懂的选项(虚拟视图),让顾客(应用程序)不用进厨房就能点餐。通过生活例子、代码实战和架构解析,帮你彻底搞懂两者的区别,并学会如何让它们协同工作,提升数据使用效率。

背景介绍

目的和范围

在数据爆炸的时代,企业面临两个核心问题:如何高效处理零散的数据(比如来自MySQL、MongoDB、API的异构数据),以及如何让业务人员快速使用这些数据(不用关心数据存在哪里、怎么处理的)。数据编排(Data Orchestration)和数据虚拟化(Data Virtualization)正是解决这两个问题的关键技术,但它们的定位和作用完全不同。本文的目的是:

用“餐厅”类比,讲清两者的核心定义;用流程图和代码,展示两者的技术架构;用实战案例,说明两者的协同方式;帮读者建立“数据从生产到使用”的完整认知链。

范围覆盖数据管理的“流程层”(数据编排)和“访问层”(数据虚拟化),不涉及底层存储或深度学习等高级主题。

预期读者

数据工程师:想搞懂“数据处理流程”与“数据访问接口”的边界;产品经理:想理解“数据中台”中两个核心模块的价值;业务分析师:想知道“为什么不用直接查数据库,而是用虚拟视图”;技术新手:想入门数据管理,避免混淆概念。

文档结构概述

本文遵循“问题引入→概念拆解→关系分析→实战验证→趋势展望”的逻辑,用“餐厅”类比贯穿始终:

故事引入:用“餐厅如何把食材变成菜品”类比“数据如何从数据源变成服务”;核心概念:用“后厨流程”解释数据编排,用“菜单”解释数据虚拟化;关系分析:说明“流程”与“接口”的协同逻辑(没有流程就没有菜品,没有菜单就卖不出菜品);实战案例:用Airflow(数据编排)和Denodo(数据虚拟化)搭建一个电商数据服务;趋势展望:预测两者未来的发展方向(实时化、智能化)。

术语表

核心术语定义

数据编排(Data Orchestration):管理数据处理流程的工具或技术,负责协调多个数据任务(如提取、转换、加载)的执行顺序、依赖关系和资源分配,确保数据从数据源准确、高效地流向目标(如数据仓库、数据湖)。数据虚拟化(Data Virtualization):一种数据访问技术,通过创建“虚拟视图”(Virtual View)隐藏底层数据源的细节(如存储位置、格式、结构),让应用程序可以用统一的接口(如SQL)查询多个数据源的数据,无需复制或移动数据。

相关概念解释

数据源(Data Source):数据的来源,如数据库(MySQL、MongoDB)、文件(CSV、Excel)、API(RESTful接口)、流数据(Kafka)等。数据管道(Data Pipeline):数据从数据源到目标的处理流程,通常包括“提取(Extract)→转换(Transform)→加载(Load)”三个步骤(ETL),数据编排是管理数据管道的“大脑”。虚拟视图(Virtual View):数据虚拟化平台创建的“逻辑表”,它不存储实际数据,而是映射到底层多个数据源的物理表,应用程序查询虚拟视图时,平台会自动转换查询并从数据源取数。

缩略词列表

ETL:Extract-Transform-Load(提取-转换-加载)DAG:Directed Acyclic Graph(有向无环图,数据编排中用于表示任务依赖)API:Application Programming Interface(应用程序编程接口)

核心概念与联系:用“餐厅”类比搞懂一切

故事引入:餐厅是如何运转的?

想象你走进一家川菜馆,点了一份“番茄炒蛋”。你不需要知道:

番茄来自哪个菜市场(数据源:蔬菜供应商);鸡蛋是哪个农场养的(数据源:禽蛋供应商);厨师是先炒番茄还是先炒蛋(数据处理流程:备菜→炒菜);
你只需要看菜单(虚拟视图),点“番茄炒蛋”(查询虚拟视图),然后等着菜端上来(获取数据结果)。

这家餐厅的运转逻辑,正好对应数据管理的两个核心环节:

后厨流程(数据编排):厨师要把番茄、鸡蛋变成“番茄炒蛋”,需要按顺序完成“洗番茄→切番茄→打鸡蛋→炒番茄→加鸡蛋→调味”等步骤,每个步骤都要依赖前一个步骤的结果(比如没切番茄就不能炒),这就是数据编排的工作——协调数据处理的顺序和依赖。菜单设计(数据虚拟化):菜单把“番茄炒蛋”这个菜品呈现给你,隐藏了背后的食材来源和制作过程,你只需要点单,不需要进厨房,这就是数据虚拟化的价值——隐藏数据细节,提供统一接口。

接下来,我们用这个类比,一步步拆解两个概念。

核心概念解释:像给小学生讲“餐厅故事”一样

核心概念一:数据编排——“后厨的流水线工人”

数据编排的本质是**“管理数据处理的流程”**,就像餐厅的“后厨经理”,负责安排厨师的工作顺序,确保每个步骤都正确执行。

生活类比
假设餐厅要做“番茄炒蛋”,后厨经理需要安排:

蔬菜工:洗番茄、切番茄(提取并转换蔬菜数据);禽蛋工:打鸡蛋、调蛋液(提取并转换禽蛋数据);炒菜师傅:先炒番茄,再加入蛋液,调味(合并并加载数据)。
如果蔬菜工没切完番茄,炒菜师傅就不能开始炒——这就是任务依赖;如果番茄不够了,后厨经理要及时通知采购(资源监控);如果客人催单,后厨经理要优先安排这个菜的制作(优先级调度)。

技术定义
数据编排工具(如Airflow、NiFi)通过**有向无环图(DAG)**来表示数据流程,每个节点是一个任务(如“从MySQL取用户数据”“清洗订单数据”),边表示任务之间的依赖关系(如“取用户数据”必须在“清洗订单数据”之前完成)。工具会自动按照DAG的顺序执行任务,并处理失败重试、资源分配等问题。

核心概念二:数据虚拟化——“餐厅的菜单服务员”

数据虚拟化的本质是**“隐藏数据细节,提供统一接口”**,就像餐厅的“服务员”,把后厨的菜品整理成菜单,让顾客不用进厨房就能点餐。

生活类比
菜单上的“番茄炒蛋”是一个“虚拟菜品”——它不存储实际的番茄和鸡蛋,而是对应后厨的“番茄”(来自蔬菜供应商)和“鸡蛋”(来自禽蛋供应商)。当你点“番茄炒蛋”时,服务员会告诉后厨:“需要一份番茄炒蛋”,后厨会把番茄和鸡蛋做成菜,再由服务员端给你。你不需要知道番茄来自哪里,鸡蛋是怎么来的,只要知道“番茄炒蛋”是你要的菜就行。

技术定义
数据虚拟化平台(如Denodo、Apache Calcite)通过虚拟视图来映射底层数据源。例如,你可以创建一个虚拟视图
v_user_orders
,关联MySQL的
user
表(存储用户信息)和MongoDB的
orders
集合(存储订单信息)。当应用程序执行
SELECT * FROM v_user_orders WHERE user_id = 123
时,平台会自动:

解析查询:确定需要从
user
表取
user_id=123
的用户信息,从
orders
集合取
user_id=123
的订单信息;转换查询:把SQL查询转换成MySQL的
SELECT
语句和MongoDB的
find
命令;执行查询:分别向MySQL和MongoDB发送查询请求;合并结果:把两个数据源的结果合并成一个统一的结果集,返回给应用程序。

你看,应用程序就像“顾客”,虚拟视图就像“菜单”,数据虚拟化平台就像“服务员”,底层数据源就像“后厨的食材”。

核心概念之间的关系:“流程”与“接口”的协同

数据编排和数据虚拟化是数据管理的“前后端”:数据编排是“后端”(处理数据),数据虚拟化是“前端”(提供接口),两者结合才能让数据真正发挥价值。

类比说明

没有数据编排(后厨流程):后厨混乱,厨师不知道该做什么,番茄没洗、鸡蛋没打,根本做不出“番茄炒蛋”——数据无法从数据源变成可用的结构化数据。没有数据虚拟化(菜单):顾客不知道有什么菜,只能自己进厨房找食材,要么找不到,要么找到的是生的番茄和鸡蛋——应用程序无法快速使用数据,只能直接查询多个数据源,效率极低。两者结合:数据编排把食材变成菜品(结构化数据),数据虚拟化把菜品做成菜单(虚拟视图),顾客点单(查询虚拟视图),服务员端菜(返回数据结果)——这就是一个完整的数据服务流程。

具体关系拆解

数据编排是数据虚拟化的“数据源”
数据虚拟化的虚拟视图需要底层有“可用的数据”,而这些数据通常是数据编排处理后的结果。例如,你要创建
v_user_orders
虚拟视图,必须先通过数据编排把MySQL的
user
表和MongoDB的
orders
集合的数据清洗、合并,存入数据仓库(如Snowflake),然后虚拟视图才能映射到数据仓库中的表。

数据虚拟化是数据编排的“价值出口”
数据编排处理数据的目的是“让数据可用”,而数据虚拟化是“让数据容易用”。例如,数据编排把用户数据和订单数据合并成
user_orders
表,数据虚拟化把
user_orders
表做成虚拟视图,让业务人员用SQL就能查询,不用关心数据是怎么合并的。

两者共同解决“数据孤岛”问题
企业的数据通常分散在多个数据源(MySQL、MongoDB、API),形成“数据孤岛”。数据编排通过流程管理把这些数据整合到一起(解决“数据在哪里”的问题),数据虚拟化通过虚拟视图把这些数据统一呈现(解决“数据怎么用”的问题)。

核心概念原理和架构的文本示意图

我们用“餐厅运营”的架构,类比数据管理的架构:

餐厅环节 对应数据管理环节 核心角色/工具 功能描述
食材供应商 数据源 MySQL、MongoDB、API、CSV 提供原始数据(如用户信息、订单信息、物流信息)
后厨流程 数据编排 Airflow、Apache NiFi、Prefect 协调数据处理任务(提取、转换、加载),把原始数据变成结构化数据
菜品存储 数据仓库/数据湖 Snowflake、Amazon S3、Hadoop 存储数据编排处理后的结构化数据
菜单设计 数据虚拟化 Denodo、TIBCO、Apache Calcite 创建虚拟视图,映射底层数据仓库/数据源,提供统一查询接口
顾客点餐 应用程序/业务人员 BI工具(Tableau)、APP、API 通过虚拟视图查询数据,获取所需结果(如用户订单统计、物流跟踪)

Mermaid 流程图:数据从“食材”到“顾客”的完整流程


graph TD
    A[数据源(MySQL、MongoDB、API)] --> B[数据编排引擎(Airflow)]
    B --> C[数据仓库(Snowflake)]
    C --> D[数据虚拟化平台(Denodo)]
    D --> E[虚拟视图(v_user_orders)]
    E --> F[应用程序(BI工具、APP)]
    F --> G[业务人员/用户]
    
    %% 注释:数据编排处理数据源,存入数据仓库;数据虚拟化从数据仓库创建虚拟视图,供应用程序查询。

核心算法原理 & 具体操作步骤

数据编排:用Airflow构建DAG(有向无环图)

数据编排的核心是管理任务依赖,而DAG是表示任务依赖的关键结构。我们用Airflow(最流行的开源数据编排工具)举个例子,说明如何构建一个“整合用户与订单数据”的DAG。

步骤1:定义DAG的基本信息

from airflow import DAG
from airflow.operators.python_operator import PythonOperator
from datetime import datetime, timedelta

# 定义DAG的默认参数:所有者、开始时间、重试策略
default_args = {
    'owner': 'data_engineer',
    'start_date': datetime(2024, 1, 1),
    'retries': 3,
    'retry_delay': timedelta(minutes=5)
}

# 创建DAG实例:id为“user_order_orchestration”,每天执行一次
dag = DAG(
    'user_order_orchestration',
    default_args=default_args,
    schedule_interval='@daily'  # 每天凌晨执行
)
步骤2:定义数据处理任务

我们需要三个任务:

提取用户数据:从MySQL取
user
表的数据;提取订单数据:从MongoDB取
orders
集合的数据;合并数据:把用户数据和订单数据合并,存入Snowflake。


import pymysql
from pymongo import MongoClient
import snowflake.connector

# 任务1:提取用户数据(从MySQL)
def extract_user_data():
    conn = pymysql.connect(host='mysql_host', user='root', password='password', db='user_db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('SELECT user_id, name, email FROM user')
    user_data = cursor.fetchall()
    conn.close()
    return user_data

# 任务2:提取订单数据(从MongoDB)
def extract_order_data():
    client = MongoClient('mongodb://mongodb_host:27017/')
    db = client['order_db']
    orders = db['orders'].find({}, {'_id': 0, 'order_id': 1, 'user_id': 1, 'amount': 1})
    order_data = list(orders)
    client.close()
    return order_data

# 任务3:合并数据(存入Snowflake)
def merge_data(ti):
    # 从任务1和任务2获取结果(ti是TaskInstance,用于获取上游任务的输出)
    user_data = ti.xcom_pull(task_ids='extract_user_data')
    order_data = ti.xcom_pull(task_ids='extract_order_data')
    
    # 合并数据(用user_id关联)
    merged_data = []
    for user in user_data:
        user_id = user[0]
        # 找到该用户的所有订单
        user_orders = [order for order in order_data if order['user_id'] == user_id]
        for order in user_orders:
            merged_data.append({
                'user_id': user_id,
                'name': user[1],
                'email': user[2],
                'order_id': order['order_id'],
                'amount': order['amount']
            })
    
    # 存入Snowflake
    conn = snowflake.connector.connect(
        user='snowflake_user',
        password='snowflake_password',
        account='snowflake_account',
        warehouse='snowflake_warehouse',
        database='data_warehouse',
        schema='public'
    )
    cursor = conn.cursor()
    # 创建表(如果不存在)
    cursor.execute('''
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS user_orders (
            user_id INT,
            name VARCHAR(255),
            email VARCHAR(255),
            order_id INT,
            amount DECIMAL(10,2)
        )
    ''')
    # 插入数据
    for data in merged_data:
        cursor.execute('''
            INSERT INTO user_orders (user_id, name, email, order_id, amount)
            VALUES (%s, %s, %s, %s, %s)
        ''', (data['user_id'], data['name'], data['email'], data['order_id'], data['amount']))
    conn.commit()
    conn.close()
步骤3:定义任务依赖


PythonOperator
创建任务,并指定依赖关系:


# 创建任务实例
extract_user_task = PythonOperator(
    task_id='extract_user_data',
    python_callable=extract_user_data,
    dag=dag
)

extract_order_task = PythonOperator(
    task_id='extract_order_data',
    python_callable=extract_order_data,
    dag=dag
)

merge_task = PythonOperator(
    task_id='merge_data',
    python_callable=merge_data,
    dag=dag
)

# 定义依赖关系:extract_user_task和extract_order_task完成后,才能执行merge_task
extract_user_task >> merge_task
extract_order_task >> merge_task
步骤4:运行DAG

把上述代码保存为
user_order_orchestration.py
,放到Airflow的
dags
目录下,Airflow会自动识别并调度这个DAG。每天凌晨,Airflow会按顺序执行:

提取用户数据(
extract_user_data
);提取订单数据(
extract_order_data
);合并数据(
merge_data
)。

如果某个任务失败(比如MySQL连接超时),Airflow会自动重试3次,每次间隔5分钟,确保数据处理流程的可靠性。

数据虚拟化:用Denodo创建虚拟视图

数据虚拟化的核心是创建虚拟视图,我们用Denodo(商业数据虚拟化工具,支持多种数据源)举个例子,说明如何创建一个
v_user_orders
虚拟视图,关联Snowflake的
user_orders
表和物流API的数据。

步骤1:连接数据源

Denodo支持连接多种数据源,包括关系型数据库(MySQL、Snowflake)、NoSQL数据库(MongoDB)、API(RESTful)等。我们需要连接两个数据源:

Snowflake:存储数据编排处理后的
user_orders
表;物流API:提供订单的物流信息(接口地址:
https://logistics-api.com/orders/{order_id}
)。

连接Snowflake
在Denodo的“数据源”界面,选择“Snowflake”,输入连接信息(主机、端口、数据库、用户名、密码),测试连接通过后,保存数据源。

连接物流API
在Denodo的“数据源”界面,选择“RESTful Web Service”,输入API地址(
https://logistics-api.com/orders/{order_id}
),设置请求方法(GET),测试连接通过后,保存数据源。

步骤2:创建虚拟视图

虚拟视图是Denodo的核心对象,它可以映射单个数据源的表,也可以关联多个数据源的表。我们要创建一个
v_user_orders
虚拟视图,关联Snowflake的
user_orders
表和物流API的数据。

步骤2.1:创建Snowflake的虚拟表
在Denodo的“虚拟数据库”界面,右键点击“Snowflake”数据源,选择“创建虚拟表”,选择
user_orders
表,保存为
vt_user_orders
(虚拟表)。

步骤2.2:创建物流API的虚拟表
右键点击“物流API”数据源,选择“创建虚拟表”,设置API的参数:

路径参数
order_id
(来自
vt_user_orders

order_id
);响应映射:把API返回的
status
(物流状态)、
update_time
(更新时间)映射到虚拟表的字段。
保存为
vt_logistics
(虚拟表)。

步骤2.3:关联两个虚拟表
右键点击“虚拟数据库”,选择“创建视图”,输入视图名称
v_user_orders
,然后用SQL关联
vt_user_orders

vt_logistics


SELECT 
    u.user_id,
    u.name,
    u.email,
    u.order_id,
    u.amount,
    l.status AS logistics_status,
    l.update_time AS logistics_update_time
FROM 
    vt_user_orders u
LEFT JOIN 
    vt_logistics l ON u.order_id = l.order_id

点击“验证”按钮,确认SQL语法正确,然后保存视图。

步骤3:查询虚拟视图

现在,应用程序可以用SQL查询
v_user_orders
虚拟视图,就像查询普通表一样。例如,查询
user_id=123
的用户订单和物流信息:


SELECT * FROM v_user_orders WHERE user_id = 123

Denodo会自动处理以下步骤:

解析查询:需要从
vt_user_orders

user_id=123
的记录,从
vt_logistics
取对应的物流信息;转换查询:把SQL查询转换成Snowflake的
SELECT
语句(查询
user_orders
表)和物流API的
GET
请求(
https://logistics-api.com/orders/{order_id}
);执行查询:分别向Snowflake和物流API发送请求;合并结果:把两个数据源的结果合并成一个结果集,返回给应用程序。

你看,应用程序不需要知道数据来自Snowflake还是物流API,只要知道
v_user_orders
视图有哪些字段就行——这就是数据虚拟化的魅力。

数学模型和公式:数据虚拟化的查询优化

数据虚拟化的核心挑战是查询性能——因为要从多个数据源取数,合并结果,所以必须优化查询流程。其中,查询转换(Query Translation)和查询合并(Query Merging)是两个关键技术,我们用数学公式来解释。

1. 查询转换:虚拟查询到物理查询的映射

假设虚拟视图
v
由两个物理表
t1
(来自数据源
S1
)和
t2
(来自数据源
S2
)关联而成,关联条件是
t1.id = t2.id
。虚拟查询
Q_v
是:

数据虚拟化平台需要把
Q_v
转换成对
S1

S2
的物理查询
Q1

Q2

然后,合并
Q1

Q2
的结果,得到
Q_v
的结果:

2. 查询合并:减少数据源访问次数

如果虚拟查询涉及多个虚拟视图,数据虚拟化平台会尝试合并查询(Query Merging),减少对数据源的访问次数。例如,有两个虚拟视图
v1
(来自
t1
)和
v2
(来自
t2
),虚拟查询
Q_v
是:

如果不合并查询,平台会先查询
v1
(得到
id
列表),再查询
v2
(根据
id
列表取数),需要两次访问数据源。而合并查询后,平台会把
Q_v
转换成一个联合查询:

然后,把
Q_{ ext{merged}}
发送给支持联合查询的数据源(如Snowflake),只需要一次访问,提升性能。

举例说明:物流API的查询优化

假设我们有一个虚拟视图
v_user_orders
,关联Snowflake的
user_orders
表和物流API的
orders
接口。虚拟查询是:

如果不优化,平台会先从Snowflake取
user_id=123
的所有
order_id
(假设10个),然后向物流API发送10次
GET
请求(每个
order_id
一次),这会导致延迟很高。

而通过批量查询优化(Batch Query Optimization),平台会把10个
order_id
合并成一个请求,比如:

这样,只需要一次API请求,就能获取所有10个订单的物流信息,大大提升性能。批量查询的数学模型是:

项目实战:搭建电商数据服务

我们用“电商用户订单查询”场景,展示数据编排与数据虚拟化的协同工作流程。

需求说明

电商平台需要为客服人员提供一个“用户订单查询”功能,要求:

可以查询某个用户的所有订单信息(来自MySQL的
user
表和MongoDB的
orders
集合);可以查询每个订单的物流信息(来自物流API);客服人员不需要登录多个系统,只要在一个界面输入
user_id
就能获取所有信息。

技术方案

数据编排:用Airflow构建DAG,每天凌晨提取MySQL的
user
表和MongoDB的
orders
集合的数据,清洗、合并后存入Snowflake的
user_orders
表;数据虚拟化:用Denodo创建虚拟视图
v_user_orders
,关联Snowflake的
user_orders
表和物流API的
orders
接口,提供统一的SQL查询接口;应用程序:用Tableau(BI工具)连接Denodo的
v_user_orders
视图,创建“用户订单查询” dashboard,客服人员可以通过
user_id
过滤查询。

开发环境搭建

1. 数据编排环境(Airflow)

安装Airflow:
pip install apache-airflow
;初始化数据库:
airflow db init
;启动Web服务器:
airflow webserver -p 8080
;启动调度器:
airflow scheduler

2. 数据虚拟化环境(Denodo)

下载Denodo Express(免费版):https://www.denodo.com/en/express;安装Denodo:按照官方文档步骤安装;启动Denodo:运行
denodo_platform.bat
(Windows)或
denodo_platform.sh
(Linux)。

3. 数据源准备

MySQL:创建
user
表,插入测试数据:


CREATE TABLE user (
    user_id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(255),
    email VARCHAR(255)
);
INSERT INTO user VALUES (123, '张三', 'zhangsan@example.com');

MongoDB:创建
orders
集合,插入测试数据:


{
    "_id": ObjectId("65c3b1f9e1b8a3a1b2c3d4e5"),
    "order_id": 456,
    "user_id": 123,
    "amount": 100.00
}

物流API:用Postman模拟一个RESTful API,返回订单的物流信息:


{
    "order_id": 456,
    "status": "已发货",
    "update_time": "2024-03-01 10:00:00"
}

源代码详细实现和代码解读

1. 数据编排:Airflow DAG(参考之前的代码)

提取用户数据:从MySQL的
user
表取数据;提取订单数据:从MongoDB的
orders
集合取数据;合并数据:把用户数据和订单数据合并,存入Snowflake的
user_orders
表。

2. 数据虚拟化:Denodo虚拟视图(参考之前的步骤)

连接数据源:连接Snowflake(
user_orders
表)和物流API;创建虚拟表
vt_user_orders
(映射Snowflake的
user_orders
表)、
vt_logistics
(映射物流API);创建虚拟视图
v_user_orders
(关联
vt_user_orders

vt_logistics
)。

3. 应用程序:Tableau dashboard

连接Denodo:在Tableau中选择“ODBC”连接,输入Denodo的ODBC驱动信息(主机、端口、数据库);选择虚拟视图:选择
v_user_orders
视图,拖拽字段到dashboard(如
user_id

name

order_id

amount

logistics_status
);添加过滤条件:添加
user_id
的过滤控件,客服人员可以输入
user_id
查询。

效果演示

客服人员打开Tableau dashboard,输入
user_id=123
,点击“查询”,就能看到:

用户信息:张三,zhangsan@example.com;订单信息:order_id=456,amount=100.00;物流信息:已发货,更新时间2024-03-01 10:00:00。

整个过程中,客服人员不需要知道数据来自MySQL、MongoDB还是物流API,只要输入
user_id
就能获取所有信息——这就是数据编排与数据虚拟化协同工作的结果。

实际应用场景

1. 电商实时推荐系统

数据编排:用Flink(流数据编排工具)实时提取用户行为数据(来自APP的点击、浏览)、商品数据(来自MySQL)、订单数据(来自Kafka),实时处理(如计算用户偏好、商品相似度),存入Redis(缓存)和Elasticsearch(搜索);数据虚拟化:用Denodo创建虚拟视图
v_user_recommendations
,关联Redis的用户偏好数据、Elasticsearch的商品数据,提供实时推荐接口,APP可以通过
user_id
查询推荐商品。

2. 企业BI分析

数据编排:用Apache NiFi(可视化数据编排工具)整合企业的ERP(SAP)、CRM(Salesforce)、Excel文件数据,清洗、转换后存入数据仓库(BigQuery);数据虚拟化:用TIBCO Data Virtualization创建虚拟视图
v_sales_analysis
,关联数据仓库的销售数据、ERP的库存数据、CRM的客户数据,BI分析师可以用Tableau查询这个视图,生成销售报表,不用关心数据来自哪里。

3. 金融风险控制

数据编排:用Prefect(现代数据编排工具)定时提取用户的交易数据(来自核心系统)、征信数据(来自人行API)、社交媒体数据(来自微博),处理后存入数据湖(S3);数据虚拟化:用Apache Calcite(开源数据虚拟化工具)创建虚拟视图
v_risk_assessment
,关联数据湖的交易数据、征信数据、社交媒体数据,风险控制模型可以通过SQL查询这个视图,计算用户的风险评分。

工具和资源推荐

数据编排工具

工具名称 类型 特点 适用场景
Apache Airflow 开源 灵活的DAG定义,丰富的插件生态,适合批量数据处理 定时ETL、数据仓库同步
Apache NiFi 开源 可视化流程设计,支持流数据和批量数据,适合数据集成 实时数据管道、数据源整合
Prefect 开源/商业 现代的工作流引擎,支持动态任务、并行执行,适合云原生环境 云数据处理、机器学习流程
AWS Step Functions 商业 托管的工作流服务,与AWS生态深度集成,适合Serverless场景 AWS上的数据处理、应用编排

数据虚拟化工具

工具名称 类型 特点 适用场景
Denodo 商业 支持多种数据源,强大的查询优化,适合企业级应用 数据中台、BI分析
TIBCO Data Virtualization 商业 整合多种数据源,支持实时数据,适合大型企业 企业数据整合、风险控制
Apache Calcite 开源 轻量级,支持SQL优化,适合自定义数据虚拟化解决方案 开源项目、小型应用
Starburst Galaxy 商业 基于Trino(Presto),支持联邦查询,适合大数据场景 数据湖查询、实时分析

资源推荐

书籍:《Apache Airflow实战》(讲解数据编排的具体工具)、《数据虚拟化:整合企业数据的新方式》(讲解数据虚拟化的理论和实践);文档:Airflow官方文档(https://airflow.apache.org/docs/)、Denodo官方文档(https://community.denodo.com/docs);课程:Coursera《数据工程基础》(讲解数据编排和数据虚拟化的基础概念)、Udemy《Apache Airflow Masterclass》(实战数据编排)。

未来发展趋势与挑战

数据编排的未来趋势

实时化:传统数据编排主要处理批量数据(如每天一次的ETL),未来会向实时数据编排发展(如用Flink处理流数据),支持实时推荐、实时监控等场景;智能化:用AI优化任务调度,比如预测任务的执行时间,自动调整资源分配(如增加CPU资源应对峰值),减少人工干预;云原生:数据编排工具会更深度地集成云服务(如AWS S3、Google BigQuery),支持Serverless架构(如AWS Step Functions),降低运维成本。

数据虚拟化的未来趋势

支持更多数据源:未来会支持更多新型数据源,如区块链数据、物联网(IoT)数据、大语言模型(LLM)的向量数据库;更低延迟:通过缓存(如Redis)、预计算(如Materialized View)、边缘计算(Edge Computing)等技术,降低查询延迟,支持实时应用;更灵活的映射:支持动态schema变化(如JSON数据的 schema 自动识别),适应数据结构频繁变化的场景(如社交媒体数据)。

共同挑战

性能优化:数据编排需要处理越来越多的数据源和数据量,如何提升流程执行效率是挑战;数据虚拟化需要处理越来越复杂的查询,如何优化查询性能是挑战;数据安全:数据编排涉及数据的提取、转换、加载,需要确保数据在传输和处理过程中的安全(如加密);数据虚拟化涉及多个数据源的访问,需要确保数据的访问权限(如角色-based访问控制);人才短缺:数据编排和数据虚拟化是新兴技术,需要既懂数据管理又懂业务的人才,目前市场上人才短缺。

总结:学到了什么?

核心概念回顾

数据编排:像“后厨的流水线工人”,负责管理数据处理的流程(如提取、转换、加载),确保数据从数据源变成结构化数据;数据虚拟化:像“餐厅的菜单服务员”,负责创建虚拟视图,隐藏数据细节,提供统一的查询接口,让应用程序不用关心数据来自哪里。

概念关系回顾

数据编排是“后端”,处理数据;数据虚拟化是“前端”,提供接口;数据编排是数据虚拟化的“数据源”,数据虚拟化是数据编排的“价值出口”;两者结合,解决“数据孤岛”问题,让数据更容易用。

关键结论

如果你需要处理数据流程(如整合多个数据源的数据),用数据编排;如果你需要让数据容易用(如让业务人员快速查询数据),用数据虚拟化;大多数情况下,两者需要协同工作,才能发挥最大价值。

思考题:动动小脑筋

你生活中有没有类似“数据编排”和“数据虚拟化”的场景?比如快递分拣(数据编排)和快递查询(数据虚拟化)?请举例说明。如果你们公司有多个数据源(如ERP、CRM、Excel文件),需要让业务人员查询数据,你会选择数据编排还是数据虚拟化?为什么?数据编排和数据虚拟化可以一起使用吗?如果可以,举一个例子说明它们如何配合。数据虚拟化会影响查询性能吗?如果会,有哪些优化方法?未来,数据编排和数据虚拟化会融合吗?为什么?

附录:常见问题与解答

Q1:数据编排和ETL有什么区别?

A:ETL(提取-转换-加载)是数据编排的一种具体形式,数据编排更广泛,包括ETL、ELT(提取-加载-转换)、实时数据处理(如Flink流处理)等。数据编排是管理数据流程的“大脑”,而ETL是数据流程的“具体步骤”。

Q2:数据虚拟化需要复制数据吗?

A:不需要。数据虚拟化通过虚拟视图映射底层数据源,不复制或移动数据,只在查询时从数据源取数,因此可以节省存储成本,避免数据冗余。

Q3:数据虚拟化支持实时数据吗?

A:是的。现代数据虚拟化工具(如Denodo、TIBCO)支持实时数据源(如Kafka、流API),可以创建实时虚拟视图,提供实时数据查询服务。

Q4:数据编排需要写代码吗?

A:取决于工具。有些数据编排工具(如Apache NiFi)支持可视化流程设计,不需要写代码;有些工具(如Airflow)需要写Python代码定义DAG。

扩展阅读 & 参考资料

《数据管理圣经》(David Loshin):讲解数据管理的整体概念,包括数据编排和数据虚拟化;《Apache Airflow实战》(Bas Harenslak、Julien Le Dem):实战数据编排的具体工具;《数据虚拟化:整合企业数据的新方式》(Mark Madsen):讲解数据虚拟化的理论和实践;Airflow官方文档:https://airflow.apache.org/docs/;Denodo官方文档:https://community.denodo.com/docs;《数据工程基础》(Coursera课程):讲解数据编排和数据虚拟化的基础概念。

作者:[你的名字]
日期:2024年3月1日
版权:本文采用CC BY-SA 4.0协议,转载请注明出处。

(注:本文中的代码示例和工具配置仅供参考,实际使用时请根据具体环境调整。)

© 版权声明
THE END
如果内容对您有所帮助,就支持一下吧!
点赞0 分享
桃-小夭的头像 - 鹿快
评论 抢沙发

请登录后发表评论

    暂无评论内容