作者:Anil Madan** 譯者:張玉宏 文源:LinkeDin 轉(zhuǎn)自:CSDN**
PayPal高級工程總監(jiān)Anil Madan寫了篇大數(shù)據(jù)的文章,近日CSDN對此進行了翻譯茫陆。一共有100篇大數(shù)據(jù)的論文缔恳,涵蓋大數(shù)據(jù)技術(shù)棧具练,全部讀懂你將會是大數(shù)據(jù)的頂級高手狼荞。
開源(Open Source)用之于大數(shù)據(jù)技術(shù)派哲,其作用有二:一方面偎血,在大數(shù)據(jù)技術(shù)變革之路上,開源在眾人之力和眾人之智推動下雕沉,摧枯拉朽集乔,吐故納新,扮演著非常重要的推動作用坡椒。另一方面扰路,開源也給大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建了一個異常復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。每一天肠牲,都有一大堆“新”框架幼衰、“新”類庫或“新”工具靴跛,猶如雨后春筍般涌出缀雳,亂花漸欲“迷”人眼。為了掌控住這些“新玩意”梢睛,數(shù)據(jù)分析的達人們不得不“殫精竭慮”地“學而時習之”肥印。
無論你是一個大數(shù)據(jù)的布道者,還是一個日臻成熟的技術(shù)派绝葡,亦或你還在大數(shù)據(jù)這條路上“小荷才露尖尖角”深碱,多花點時間,深入理解一下大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)體系演進藏畅,對你都會有莫大益處敷硅。全方位地理解大數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)中的各個組件,并掌握它們之間的微妙差別愉阎,可在處理自己身邊的大數(shù)據(jù)案例時绞蹦,助你張弛有度,“恢恢乎榜旦,其于游刃必有余地矣!”
在過去的幾年里幽七,我閱讀了很多不錯的大數(shù)據(jù)文獻,這些文獻陪我成長溅呢,助我成功澡屡,使我成為一個具備良好教育背景的大數(shù)據(jù)專業(yè)人士。在這里咐旧,撰寫此文的目的驶鹉,不限于僅僅和大家分享這些很不錯的文獻,更重要的是铣墨,借此機會室埋,想和大家一起,集眾人之智慧,破解大數(shù)據(jù)開源系統(tǒng)之迷宮词顾。
需要提醒的是八秃,下文提及到的100篇參考文獻(這些文獻中大多都是一些開創(chuàng)性的研究論文),將會為你提供結(jié)構(gòu)性的深度剖析肉盹,絕非泛泛而談昔驱。我相信,這可從根本上幫助你深度理解大數(shù)據(jù)體系組件間的細微差別上忍。但如果你打算“走馬觀花”般地快速過一遍骤肛,了解大數(shù)據(jù)為何物,對不起窍蓝,這里可能會讓你失望腋颠。
那么,準備好了嗎吓笙?讓我們走起淑玫!
在介紹這100篇文獻之前,首先讓我們看一下大數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵架構(gòu)層(如圖1所示):
關(guān)鍵架構(gòu)層
** 圖1:大數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵架構(gòu)層**
文件系統(tǒng)層:在這一層里面睛,分布式文件系統(tǒng)需具備存儲管理絮蒿、容錯處理、高可擴展性叁鉴、高可靠性和高可用性等特性土涝。
數(shù)據(jù)存儲層:由于目前采集到的數(shù)據(jù),十之有七八為非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)幌墓,數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式各異但壮,有文本的、圖像的常侣、音頻的蜡饵、視頻的等,因此常見的數(shù)據(jù)存儲也要對應(yīng)有多種形式袭祟,有基于鍵值(Key-Value)的验残,有基于文檔(Document),還有基于列(Column)和圖表(Graph)的巾乳。如果采用單一的數(shù)據(jù)庫引擎您没,“一刀切式”的滿足所有類型的數(shù)據(jù)存儲需求,通常會嚴重降低數(shù)據(jù)庫管理的性能胆绊。因此氨鹏,我們需要“兵來將擋,水來土掩”式的压状、多元的(Polyglot)【1】數(shù)據(jù)庫解決方案(這就好比仆抵,如果“兵來了”和“水來了”跟继,都要“將”去擋,遇到“兵”時镣丑,“將”可以“酣暢淋漓”舔糖,而遇到“水”時,還用“將”去擋莺匠,那這個“將”估計就要“舍生取義”了金吗。文獻【1】是一本有關(guān)NoSQL數(shù)據(jù)處理的圖書)
資源管理層:這一層是為了提高資源的高利用率和吞吐量,以到達高效的資源管理與調(diào)度目的趣竣。
資源協(xié)調(diào)層: 在本層的系統(tǒng)摇庙,需要完成對資源的狀態(tài)、分布式協(xié)調(diào)遥缕、一致性和資源鎖實施管理卫袒。
計算框架層:在本層的計算框架非常龐雜,有很多高度專用的框架包含其內(nèi)单匣,有流式的夕凝,交互式的,實時的封孙,批處理和迭代圖的(Batch and Iterative Graph迹冤,BSP)等讽营。為這些計算框架提供支撐的是運行時引擎虎忌,如BDAS【2】(Spark) 和Flink等(注:這里的BDAS是指“Berkeley Data Analytics Stack”,即伯克利數(shù)據(jù)分析棧橱鹏。文獻【2】為Spark核心作者Ion Stoica的講座幻燈片文檔)膜蠢。
數(shù)據(jù)分析層:在這一層里,主要包括數(shù)據(jù)分析(消費)工具和一些數(shù)據(jù)處理函數(shù)庫莉兰。這些工具和函數(shù)庫挑围,可提供描述性的、預(yù)測性的或統(tǒng)計性的數(shù)據(jù)分析功能及機器學習模塊糖荒。
數(shù)據(jù)集成層:在這一層里杉辙,不僅包括管理數(shù)據(jù)分析工作流中用到的各種適用工具,除此之外捶朵,還包括對元數(shù)據(jù)(Metadata)管理的工具蜘矢。
操作框架層:這一層提供可擴展的性能監(jiān)測管理和基準測試框架。
架構(gòu)的演進
減少數(shù)據(jù)生產(chǎn)者和消費者之間的處理延遲综看,一直是現(xiàn)代計算構(gòu)架不斷演進的主要動力品腹。由此,誕生了實時和低延遲處理的計算構(gòu)架红碑,如Lambda和Kappa等舞吭,這類混合架構(gòu)取長補短,架起傳統(tǒng)的批處理層和交互式層之間連接的橋梁。
Lambda【3】-該架構(gòu)是經(jīng)典的大數(shù)據(jù)處理范式羡鸥,是由南森?馬茲(Nathan Marz)提出的一個實時大數(shù)據(jù)處理框架蔑穴。更多有關(guān)Lamda的信息,請讀者訪問Lambda官方網(wǎng)站惧浴。(注:文獻【3】是由James Kinley在輕博客網(wǎng)站Tumblr發(fā)表的一篇博文:Lambda 架構(gòu):構(gòu)架實時大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的原則)澎剥。
Kappa【4】-該計算構(gòu)架可視為Lambda的一個強有力替代者,Kappa將數(shù)據(jù)處理的上游移至流式層(注:文獻【4】是一篇博客文章赶舆,作者是Jay Kreps是Linkedln的一名在線數(shù)據(jù)架構(gòu)技術(shù)高管哑姚。Kreps認為,雖然Lambda構(gòu)架的理念很有價值芜茵,但終究還是一個臨時解決方案叙量。他設(shè)計了一個替代架構(gòu)Kappa,是基于他在Linkedin構(gòu)建Kafka和Samza的經(jīng)驗設(shè)計而成)九串。
SummingBird【5】-這是一個參考模型绞佩,用來橋接在線處理模式和傳統(tǒng)處理模式。Summingbird是由Twitter(推特)公司用Scala語言開發(fā)的猪钮、并開源的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理框架品山,支持開發(fā)者以批處理模式(基于Hadoop)或流處理模式(基于Storm),或混合模式(即前兩種模式的組合)以統(tǒng)一的方式執(zhí)行代碼烤低。(注:文獻【5】是Summingbird的主要設(shè)計者Oscar Boykin肘交、Sam Ritchie等人于2014年發(fā)表于知名期刊PVLDB中論文,其中論文的二作Sam Ritchie大有來頭扑馁,他是計算機科學界的傳奇人物涯呻、C語言和Unix的設(shè)計者Dennis Ritchie的侄子)。
在你尚未深入了解上面的各個具體的框架層次之前腻要,建議你認真閱讀一下下面的幾篇非常有價值的文獻复罐,它們幫為你“惡補”一下諸如NoSQL(非結(jié)構(gòu)化)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)倉庫大規(guī)模計算及分布式系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域的背景知識:
計算中心即計算機【6】(Data center as a computer)-文獻【6】是威斯康星大學-麥迪遜分校Mark D.Hill教授主編的一個論文集式的圖書雄家,在這本圖書中效诅,收集了很多有關(guān)數(shù)據(jù)倉庫大規(guī)模計算的論文(注:將數(shù)據(jù)中心視為一臺計算機,與傳統(tǒng)的高性能計算機有很大不同趟济。計算中心的實例將以虛擬機或者容器的形式存在乱投,計算資源的配置對于用戶而言是透明的,這樣就大幅降低系統(tǒng)部署的復(fù)雜度咙好、并提高資源使用的靈活性)篡腌。
非結(jié)構(gòu)化(NOSQL)數(shù)據(jù)存儲【7】- 文獻是由Rick Cattell撰寫的論文,論文討論了可擴展的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的勾效、非結(jié)構(gòu)化的(包括基于鍵值對的嘹悼、基于文檔的和面向列的)數(shù)據(jù)存儲方(注:NOSQL是支撐大數(shù)據(jù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在叛甫。事實上,將NOSQL翻譯為“非結(jié)構(gòu)化”不甚準確杨伙,因為NOSQL更為常見的解釋是:Not Only SQL(不僅僅是結(jié)構(gòu)化)其监,換句話說,NOSQL并不是站在結(jié)構(gòu)化SQL的對立面限匣,而是既可包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)抖苦,也可包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù))。
NoSQL學位論文【8】-該文獻是德國斯圖加特傳媒大學Christof Strauch撰寫的學位論文米死,該論文對分布式系統(tǒng)和第一代非結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)提供了非常系統(tǒng)的背景知識介紹锌历。
大規(guī)模數(shù)據(jù)管理【9】-文獻是加拿大阿爾伯塔大學的研究人員撰寫的一篇綜述,討論了大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序的大規(guī)模數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)峦筒,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商與新興的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)究西,它們對大數(shù)據(jù)管理需求是不同的。文章的討論范圍涵蓋很廣物喷,數(shù)據(jù)模型卤材、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及一致性模型,皆有涉及峦失。
最終一致性(Eventual Consistency)【10】:論文討論了分布式系統(tǒng)中的各種不同的一致性模型扇丛。(注:原文給出的鏈接可能有誤,因為根據(jù)所提供的鏈接下載而來的論文是關(guān)于“MapReduce中日志處理的Join算法”的綜述文章尉辑,與“最終一致性”的討論議題無關(guān)帆精。這里推薦2篇新的相關(guān)論文:(1)綜述文章:數(shù)據(jù)庫最終一致性:最新的進展【10】new1;(2)微軟研究人員2013年發(fā)表于SIGMOD的文章:“最終一致性的反思(Rethinking Eventual Consistency)【10】new2”材蹬。)
CAP理論【11】-文獻以“CAP理論十二年回顧:"規(guī)則"已經(jīng)變了”為題实幕,探討了CAP理論及其演化,是篇非常不錯的介紹CAP理論的基礎(chǔ)性論文(注:論文作者Eric Brewer是加州大學伯克利分校的知名計算機科學學者堤器。該文首發(fā)于《Computer》雜志,隨后又被InfoQ和IEEE再次發(fā)表末贾。CAP理論斷言闸溃,任何基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng),最多只能滿足數(shù)據(jù)一致性(Consistency拱撵,C)辉川、可用性(Availability,A)拴测、分區(qū)(Partition乓旗,P)容忍性這三要素中的兩個要素。但通過顯式處理分區(qū)集索,系統(tǒng)設(shè)計師可做到優(yōu)化數(shù)據(jù)的一致性和可用性屿愚,進而取得三者之間的妥協(xié)與平衡)汇跨。
在過去,在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理上妆距,傳統(tǒng)的并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)和基于Map Reduce(映射-規(guī)約穷遂,以下簡稱MR)的批處理范式之間,曾發(fā)生激烈辯論娱据,各持己見蚪黑。并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持者【12】(注:由耶魯大學、微軟和麻省理工學院的研究人員于2009年發(fā)表在SIGMOD的一篇文章)和另外一篇文獻【13】(注:2010年發(fā)表于《美國計算機學會通訊》上的論文:“MapReduce和并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中剩,是朋友還是敵人忌穿?”),被MR的擁躉者【14】(注:發(fā)表于美國計算機學會通訊的論文:MapReduce:一個彈性的數(shù)據(jù)處理工具)狠狠地給批駁了一番结啼。
然而伴网,令人諷刺的是,從那時起妆棒,Hadoop社區(qū)開始引入無共享的(Shared-Nothing)的MPP(大規(guī)模并行處理)風格的大數(shù)據(jù)處理模式澡腾,文獻“Hadoop上的SQL【15】”,便是例證糕珊。要知道动分,MPP是并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)的靈魂,這樣红选,Map Reduce繞了一大圈澜公,又似回到它當初離開的地方。
文件系統(tǒng)層
由于文件系統(tǒng)層關(guān)注的焦點喇肋,開始向“低延時處理”方向轉(zhuǎn)移姜盈,所以傳統(tǒng)基于磁盤存儲的文件系統(tǒng),也開始向基于內(nèi)存計算的文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)變—— 這樣做堪嫂,會大大降低I / O操作和磁盤序列化帶來的訪問開銷藻肄。Tachyon和 SparkRDD【16】就是朝這個方向演化的范例(注:這里RDD指的是彈性分布式數(shù)據(jù)集(Resilient Distributed Datasets),它是一種高度受限的共享內(nèi)存模型间学,文獻【16】由伯克利大學加州分校的Matei Zaharia等撰寫的殷费,他們提出了一種面向內(nèi)存集群運算的容錯抽象模型)。
Google文件系統(tǒng)(GFS)【17】-該文獻是分布式文件系統(tǒng)的奠基之作低葫,著名的Hadoop分布式文件系統(tǒng)(HDFS)详羡,亦脫胎于GFS,基本上可視為GFS的一個簡化實現(xiàn)版(注:文獻【17】提出了一個可擴展的分布式文件系統(tǒng)GFS嘿悬,可用于大型分布式數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用实柠。文獻認為,組件故障是常態(tài)而不是異常善涨。其所提出的GFS窒盐,著眼在幾個重要的目標草则,比如性能、可伸縮性登钥、可靠性和可用性畔师。GFS的新穎之處,并不在于它采用了多么令人驚艷的技術(shù)牧牢,而在于它能利用所提出的方案看锉,采用廉價的商用機器,來構(gòu)建高效的分布式文件系統(tǒng)塔鳍。有用的創(chuàng)新伯铣,才是真的創(chuàng)新,GFS做到了B秩摇)腔寡。
Hadoop 文件系統(tǒng)【18】-該文獻由雅虎公司的計算機科學家Konstantin Shvachko等人聯(lián)合撰寫的,論文給出了HDFS的進化歷史背景及其架構(gòu)的設(shè)計內(nèi)涵掌唾,是了解Hadoop技術(shù)的經(jīng)典之作放前。
Ceph文件系統(tǒng)【19】-Ceph是HDFS有力的替代者【20】(注:Ceph文件系統(tǒng)是加州大學圣克魯茲分校(USSC)博士生Sage Weil博士期間的一項有關(guān)存儲系統(tǒng)的研究項目。初出茅廬糯彬,略有小成凭语。之后,在開源社區(qū)的推動下撩扒,Ceph逐漸羽翼漸豐似扔,風云叱咤,功成名就搓谆,逐漸發(fā)展成為一個 Linux系統(tǒng)下 PB級分布式文件系統(tǒng)炒辉。文獻【19】是Weil本人在2006年頂級會議OSDI發(fā)表的有關(guān)Ceph的開山論文。文獻【20】則是Weil率領(lǐng)他的一幫小伙伴們再次發(fā)文強調(diào)泉手,Ceph是HDFS強有力的替代者)黔寇。
Tachyon【21】–是一個高容錯的分布式內(nèi)存文件系統(tǒng),其設(shè)計的核心內(nèi)涵是螃诅,要滿足當下“低延遲”的數(shù)據(jù)處理要求(注:Tachyon是在內(nèi)存中處理緩存文件啡氢,允許文件以訪問內(nèi)存的速度在集群框架中進行可靠的共享,類似于Spark术裸。Tachyon的吞吐量比HDFS高出100倍。Spark框架雖然也提供了強大的內(nèi)存計算能力亭枷,但其沒有提供內(nèi)存文件的存儲管理能力袭艺,而Tachyon則彌補了Spark的不足之處。文獻【21】是伯克利大學加州分校和麻省理工學院的研究者聯(lián)合撰寫的叨粘,發(fā)表在2014年的SoCC國際會議上猾编,論文一作UC Berkeley AMP實驗室博士生李浩源瘤睹,他亦是Spark核心開發(fā)人員之一)。
文件系統(tǒng)的演化歷程答倡,其實也見證了文件格式和壓縮技術(shù)的發(fā)展歷程轰传。下面的參考文獻,可以讓你了解到瘪撇,“面向行”或“面向列”存儲格式各自的優(yōu)缺點获茬,并且還可讓你了然文件存儲技術(shù)發(fā)展的新趨勢——嵌套式的面向列的存儲格式,這種存儲格式可極大提高大數(shù)據(jù)的處理效率倔既。
當前恕曲,在文件系統(tǒng)階段,數(shù)據(jù)管理的最大挑戰(zhàn)之一就是渤涌,如何處理大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)冗余佩谣。糾刪碼(Erasure code)是很有創(chuàng)意的冗余保護機制,它可以減少三倍的冗余副本实蓬,還不會影響數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性與可用性茸俭。
面向列存儲 vs. 面向列存儲【22】—該文獻是是2008年發(fā)表于SIGMOD的一篇論文,該文對數(shù)據(jù)的布局安皱、壓縮及物化(materialization)策略都做了很不錯的綜述调鬓。
RCFile【23】-這是由Facebook數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施小組和俄亥俄州立大學的華人學者共同提出的文件存儲格式,他們走了一個“中庸之道”练俐,充分吸取面向列和面向行存儲模式的優(yōu)點袖迎,揚長避短,提出了一種混合的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)PAX(注:目前這種以行/列混合存儲技術(shù)已成功應(yīng)用于 Facebook 等國內(nèi)外大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的生產(chǎn)性運行體系)腺晾。
Parquet【24】- 這是一種面向行的存儲格式燕锥,其設(shè)計理念源于谷歌Dremel論文(注:Parquet主要用于Hadoop 的生態(tài)系統(tǒng)中。文獻【24】是JulienDem在Github發(fā)表的一篇博客文章)悯蝉。
ORCFile【25】–這是一種被Hive(一種基于Hadoop的數(shù)據(jù)倉庫工具)采用的归形、面向列存儲的改進版存儲格式(注:文獻【25】是2014年發(fā)表于頂會SIGMOD的一篇學術(shù)論文)。
壓縮技術(shù)【26】-這是是一篇闡述在Hadoop生態(tài)系統(tǒng)下的常見壓縮算法的綜述性文章鼻由,文章對常見的壓縮算法和其適用場景以及它們的優(yōu)缺點暇榴,做了非常不錯的歸納總結(jié)。
糾刪碼技術(shù)(Erasure code)【27】-這是一篇是田納西大學EECS系教授James Plank撰寫的蕉世、有關(guān)存儲系統(tǒng)糾刪碼技術(shù)的入門級的文獻蔼紧。有關(guān)糾刪碼改進技術(shù)的闡述,讀者可參閱來自南加州大學和Facebook的7名作者共同完成的論文《XORing Elephants: 面向大數(shù)據(jù)的新型糾刪碼技術(shù)【28】》(注:文獻【28】的作者開發(fā)了糾刪碼家族的新成員——基于XOR的本地副本存儲LRC狠轻,該技術(shù)是面向Hadoop生態(tài)系統(tǒng)的奸例,可顯著減少修復(fù)數(shù)據(jù)時的I/O操作和存儲開銷)。
數(shù)據(jù)存儲層
寬泛地講向楼,據(jù)對一致性(consistency)要求的強弱不同查吊,分布式數(shù)據(jù)存儲策略谐区,可分為ACID和BASE兩大陣營。ACID是指數(shù)據(jù)庫事務(wù)具有的四個特性:原子性(Atomicity)逻卖、一致性(Consistency)宋列、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)评也。ACID中的一致性要求比較強炼杖,事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。而BASE對一致性要求較弱仇参,它的三個特征分別是:基本可用(Basically Available)嘹叫、軟狀態(tài)/柔性事務(wù)(Soft-state,即狀態(tài)可以有一段時間的不同步)诈乒、最終一致性(Eventual consistency)罩扇。BASE還進一步細分基于鍵值的,基于文檔的和基于列和圖形的怕磨。細分的依據(jù)取決于底層架構(gòu)和所支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(注:BASE完全不同于ACID模型喂饥,它以犧牲強一致性,獲得基本可用性和柔性可靠性肠鲫,并要求達到最終一致性)员帮。
在數(shù)據(jù)存儲層,還有很多類似的系統(tǒng)和某些系統(tǒng)的變種导饲,這里捞高,我僅僅列出較為出名的幾個。如漏掉某些重要系統(tǒng)渣锦,還請諒解硝岗。
BASE
鍵值存儲(Key Value Stores)
Dynamo【29】– 這是由亞馬遜工程師們設(shè)計的基于鍵值的高可用的分布式存儲系統(tǒng)(注:Dynamo放棄了數(shù)據(jù)建模的能力,所有的數(shù)據(jù)對象采用最簡單的Key-value模型存儲袋毙,可簡單地將Dynamo理解為一個巨大的Map型檀。Dynamo是犧牲了部分一致性,來換取整個系統(tǒng)的高可用性)听盖。
Cassandra【30】– 這是由Facebook工程師設(shè)計的一個離散的分布式結(jié)構(gòu)化存儲系統(tǒng)胀溺,受亞馬遜的Dynamo啟發(fā),Cassandra采用的是面向多維的鍵值或面向列的數(shù)據(jù)存儲格式(注:Cassandra可用來管理分布在大量廉價服務(wù)器上的巨量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)皆看,并同時提供沒有單點故障的高可用服務(wù))仓坞。
Voldemort【31】–這又是一個受亞馬遜的Dynamo啟發(fā)的分布式存儲作品,由全球最大的職業(yè)社交網(wǎng)站LinkedIn的工程師們開發(fā)而成(注:Voldemort腰吟,這個在《哈利·波特》中常被譯作“伏地魔”的開源數(shù)據(jù)庫扯躺,支撐起了LinkedIn的多種數(shù)據(jù)分析平臺)。
面向列的存儲(Column Oriented Stores)
BigTable【32】–這是一篇非常經(jīng)典的學術(shù)論文蝎困,闡述了面向列的分布式的數(shù)據(jù)存儲方案录语,由谷歌榮譽出品。(注:Bigtable是一個基于Google文件系統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)禾乘,是為谷歌打拼天下的“三駕馬車”之一澎埠,另外兩駕馬車分別是分布式鎖服務(wù)系統(tǒng)Chubby和下文將提到MapReduce)。
HBase【33】–目前還沒有有關(guān)Hbase的定義性論文始藕,這里的文獻提供了一個有關(guān)HBase技術(shù)的概述性文檔(注:Hbase是一個分布式的蒲稳、面向列的開源數(shù)據(jù)庫。其設(shè)計理念源自谷歌的BigTable伍派,用Java語言編寫而成江耀。文獻【33】是一個有關(guān)Hbase的幻燈片文檔)。
Hypertable【34】-文獻是一個有關(guān)“Hypertable”的技術(shù)白皮書诉植,對該數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)做了較為詳細的介紹(注:Hypertable也是一個開源祥国、高性能、可伸縮的數(shù)據(jù)庫晾腔,它采用與Google的Bigtable類似的模型)舌稀。
面向文檔的存儲(Document Oriented Stores)
CouchDB【35】– 這是一款面向文檔的、開源數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)(注:文獻【35】是一本Apache CouchDB的400多頁的官方文檔)灼擂。
MongoDB【36】–是目前非常流行的一種非關(guān)系型(NoSQL)數(shù)據(jù)庫(注:文獻【36】是一個有關(guān)MongoDB的白皮書壁查,對MongoDB結(jié)構(gòu)做了很不錯的介紹)。
面向圖(Graph)的存儲
Neo4j【37】–文獻是Ian Robinson等撰寫的圖書《Graph Databases(圖數(shù)據(jù)庫)》(注:Neo4j是一款目前最為流行的高性能NoSQL 圖數(shù)據(jù)庫剔应,它使用圖來描述數(shù)據(jù)模型睡腿,把數(shù)據(jù)保存為圖中的節(jié)點以及節(jié)點之間的關(guān)系。這是最流行的圖數(shù)據(jù)庫)峻贮。
Titan【38】–文獻是有關(guān)Titan的在線文檔(Titan是一款A(yù)pache許可證框架下的分布式的開源圖數(shù)據(jù)庫席怪,特別為存儲和處理大規(guī)模圖而做了大量優(yōu)化)。
ACID
我注意到月洛,現(xiàn)在很多開源社區(qū)正在悄悄發(fā)生變化何恶,它們開始“亦步亦趨”地跟隨谷歌的腳步。這也難怪嚼黔,谷歌太牛细层,跟牛人混,近牛者牛 ——
下面4篇文獻唬涧,有3篇來自于谷歌的“神來之筆”疫赎,他們解決了全球分布一致的數(shù)據(jù)存儲問題。
Megastore【39】–這是一個構(gòu)建于BigTable之上的碎节、高可用的分布式存儲系統(tǒng)捧搞,文獻為有關(guān)Megastore的技術(shù)白皮書(注:Megastore在被谷歌使用了數(shù)年之后,相關(guān)技術(shù)信息才在2001年公布。CSDN網(wǎng)站亦有文獻【39】的中文解讀:Google Megastore分布式存儲技術(shù)全揭秘)胎撇。
Spanner【40】–這是由谷歌研發(fā)的介粘、可擴展的、全球分布式的晚树、同步復(fù)制數(shù)據(jù)庫姻采,支持SQL查詢訪問。(注:Spanner的“老爹”是Big Table爵憎,可以說慨亲,沒有“大表”這個爹,就不可能有這個強有力的“扳手” 兒子宝鼓。它是第一個把數(shù)據(jù)分布在全球范圍內(nèi)的系統(tǒng)刑棵,并且支持外部一致性的分布式事務(wù))。
MESA【41】–亦是由谷歌研發(fā)的愚铡、跨地域復(fù)制(geo-replicated)蛉签、高可用的、可容錯的茂附、可擴展的近實時數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)(注:在2014年的VLDB大會上正蛙,谷歌公布了他們的分析型數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)MESA,該系統(tǒng)主要用于存儲Google互聯(lián)網(wǎng)廣告業(yè)務(wù)相關(guān)的關(guān)鍵衡量數(shù)據(jù)营曼。文獻【41】是VLDB的會議論文)乒验。
CockroachDB【42】–該系統(tǒng)是由Google前工程師Spencer Kimball領(lǐng)導開發(fā)的Spanner的開源版本(注:這個項目的綽號是“螳螂(Cockroach)”,其寓意是“活得長久”蒂阱,因為蟑螂是地球上生命力最強的生物之一锻全,即使被砍下頭顱,依然還能存活好幾天录煤!文獻【42】是代碼托管網(wǎng)站GitHub上對Cockroach的說明性文檔)鳄厌。
資源管理器層(Resource Managers)
第一代Hadoop的生態(tài)系統(tǒng),其資源管理是以整體單一的調(diào)度器起家的妈踊,其代表作品為YARN了嚎。而當前的調(diào)度器則是朝著分層調(diào)度的方向演進(Mesos則是這個方向的代表作),這種分層的調(diào)度方式廊营,可以管理不同類型的計算工作負載歪泳,從而可獲取更高的資源利用率和調(diào)度效率。
YARN【43】– 這是新一代的MapReduce計算框架露筒,簡稱MRv2呐伞,它是在第一代MapReduce的基礎(chǔ)上演變而來的(注:MRv2的設(shè)計初衷是,為了解決第一代Hadoop系統(tǒng)擴展性差慎式、不支持多計算框架等問題伶氢。對國內(nèi)用戶而言趟径,原文獻下載鏈接可能會產(chǎn)生404錯誤,這里提供一個新文獻:由2011年剝離自雅虎的Hadoop初創(chuàng)公司Hortonworks給出的官方文獻【43】new癣防,閱讀該文獻也可對YARN有較為深入的理解蜗巧。CSDN亦有對YARN詳細解讀的文章:[更快、更強——解析Hadoop新一代MapReduce框架Yarn](file:///D:/iwork/CSDN-%E6%96%87%E7%AB%A0/04-big%20data/%E6%9B%B4%E5%BF%AB%E3%80%81%E6%9B%B4%E5%BC%BA%E2%80%94%E2%80%94%E8%A7%A3%E6%9E%90Hadoop%E6%96%B0%E4%B8%80%E4%BB%A3MapReduce%E6%A1%86%E6%9E%B6Yarn))劣砍。
Mesos【44】–這是一個開源的計算框架惧蛹,可對多集群中的資源做彈性管理(注:Mesos誕生于UC Berkeley的一個研究項目,現(xiàn)為Apache旗下的一個開源項目刑枝,它是一個全局資源調(diào)度器。目前Twitter迅腔、Apple等國外大公司正在使用Mesos管理集群資源装畅,國內(nèi)用戶有豆瓣等。文獻【44】是加州大學伯克利分校的研究人員發(fā)表于著名會議NSDI上的學術(shù)論文)沧烈。
這些計算框架和調(diào)度器之間是松散耦合的掠兄,調(diào)度器的主要功能就是基于一定的調(diào)度策略和調(diào)度配置,完成作業(yè)調(diào)度锌雀,以達到工作負載均衡蚂夕,使有限的資源有較高的利用率。
調(diào)度器(Schedulers)
作業(yè)調(diào)度器腋逆,通常以插件的方式加載于計算框架之上婿牍,常見的作業(yè)調(diào)度器有4種:
計算能力調(diào)度器【45】(Capacity Scheduler)-該文獻是一個關(guān)于計算能力調(diào)度器的指南式文檔,介紹了計算能力調(diào)度器的不同特性惩歉。
公平調(diào)度器【46】(FairShare Scheduler) -該文獻是Hadoop的公平調(diào)度器設(shè)計文檔等脂,介紹了公平調(diào)度的各項特征(注:公平調(diào)度是一種賦予作業(yè)資源的方法,它提供了一個基于任務(wù)數(shù)的負載均衡機制撑蚌,其目的是讓所有的作業(yè)隨著時間的推移上遥,都能平均的獲取等同的共享資源)。
延遲調(diào)度【47】(Delayed Scheduling) –該文獻是加州大學伯克利分校的一份技術(shù)報告争涌,報告介紹了公平調(diào)度器的延遲調(diào)度策略粉楚。
公平與能力調(diào)度器【48】(Fair & Capacity schedulers )–該文獻是一篇關(guān)于云環(huán)境下的Hadoop調(diào)度器的綜述性論文。
協(xié)調(diào)器(Coordination)
在分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)中亮垫,協(xié)調(diào)器主要用于協(xié)調(diào)服務(wù)和進行狀態(tài)管理模软。
Paxos【49】–文獻【49】是經(jīng)典論文“The Part-TimeParliament(兼職的議會)【50】” 的簡化版。
注:兩篇文獻的作者均是萊斯利·蘭伯特(LeslieLamport)包警,此君是個傳奇人物撵摆,科技論文寫作常用編輯器LaTex,其中“La”就是來自其姓“Lamport”的前兩個字母害晦。Lamport目前是微軟研究院首席研究員特铝,2013年暑中,因其在分布式計算理論領(lǐng)域做出的杰出貢獻,榮獲計算機領(lǐng)域最高獎——圖靈獎鲫剿。牛人的故事特別多鳄逾,Lamport亦是這樣。就這兩篇文獻而言灵莲,Lamport的奇聞軼事都值得說道說道雕凹。光看其經(jīng)典論文題目“The Part-TimeParliament(兼職的議會)【50】”,或許就讓讀者“一頭霧水”政冻,這是一篇計算機科學領(lǐng)域的論文嗎枚抵?和讀者一樣感覺的可能還有期刊編輯。其實明场,早在1990年時汽摹,Lamport就提出Paxos算法,他虛構(gòu)了一個希臘城邦Paxos及其議會苦锨,以此來形象比喻說明該算法的流程逼泣。論文投出后,期刊編輯建議Lamport舟舒,將論文用更加嚴謹?shù)臄?shù)學語言重新進行描述一下拉庶。可Lamport則認為秃励,我的幽默氏仗,你不懂!拒絕修改莺治。時隔八年之后的 1998年廓鞠,Paxos算法才被伯樂期刊《ACM Transactions on Computer Systems》發(fā)表。由于Paxos算法本身過于復(fù)雜谣旁,且同行不理解自己的“幽默”床佳,于是,2001年Lamport就用簡易語言撰寫這篇文章榄审,重新發(fā)表了該論文的簡化版【49】砌们,即“Paxosmade simple(Paxos變得簡單)”。簡化版的摘要更簡單搁进,就一句話:“Paxos算法浪感,用簡易英語說明之,很簡單”饼问,如果去掉中間的那個無故緊要的定語從句影兽,就是“Paxos算法,很簡單”莱革。弄得你都來不及做深思狀峻堰,摘要就完了讹开。這…,這…捐名,完全顛覆了我們常用的“三段論式(提問題旦万、解問題、給結(jié)論)”的論文摘要寫法啊镶蹋。
后來成艘,隨著分布式系統(tǒng)的不斷發(fā)展壯大,Paxos算法開始大顯神威贺归。Google的Chubby和Apache的Zookeeper淆两,都是用Paxos作為其理論基礎(chǔ)實現(xiàn)的。就這樣牧氮,Paxos終于登上大雅之堂琼腔,它也為Lamport在2013年獲得圖靈獎,立下汗馬功勞踱葛。從Lamport發(fā)表Paxos算法的小案例,我們可以看出:彪悍的人生光坝,不需要解釋尸诽。牛逼的論文,就可以任性盯另!
Chubby【51】– 該文獻的作者是谷歌工程師Mike Burrows性含。Chubby系統(tǒng)本質(zhì)上就是前文提到的Paxos的一個實現(xiàn)版本,主要用于谷歌分布式鎖服務(wù)鸳惯。(注:原文鏈接會出現(xiàn)404錯誤商蕴,CSDN網(wǎng)站有Chubby論文的下載鏈接)。
Zookeeper【52】–這是Apache Hadoop框架下的Chubby開源版本芝发。它不僅僅提供簡單地上鎖服務(wù)绪商,而事實上,它還是一個通用的分布式協(xié)調(diào)器辅鲸,其設(shè)計靈感來自谷歌的Chubby(注:眾所周知格郁,分布式協(xié)調(diào)服務(wù)開發(fā)困難很大,分布式系統(tǒng)中的多進程間很容易發(fā)生條件競爭和死鎖独悴。ZooKeeper的開發(fā)動力就是減輕分布式應(yīng)用開發(fā)的困難例书,使用戶不必從零開始構(gòu)建協(xié)調(diào)服務(wù))。
計算框架(Computational
Frameworks)運行時計算框架刻炒,可為不同種類的計算决采,提供運行時(runtime)環(huán)境。最常用的是運行時計算框架是Spark和Flink坟奥。
Spark【53】–因Spark日益普及树瞭,加之其具備良好的多計算環(huán)境的適用性拇厢,它已對傳統(tǒng)的Hadoop生態(tài)環(huán)境,形成了嚴峻的挑戰(zhàn)(注:Spark是一個基于內(nèi)存計算的開源的集群計算系統(tǒng)移迫,其目的在于旺嬉,讓數(shù)據(jù)分析更加快速。Spark是由加州大學伯克利分校的AMP實驗室采用Scala語言開發(fā)而成厨埋。Spark的內(nèi)存計算框架邪媳,適合各種迭代算法和交互式數(shù)據(jù)分析,能夠提升大數(shù)據(jù)處理的實時性和準確性荡陷,現(xiàn)已逐漸獲得很多企業(yè)的支持副女,如阿里巴巴、百度蝎宇、網(wǎng)易贤旷、英特爾等公司均是其用戶)。
Flink【54】–這是一個非常類似于Spark的計算框架唉地,但在迭代式數(shù)據(jù)處理上据悔,比Spark更給力(注:目前大數(shù)據(jù)分析引擎Flink,已升級成為Apache頂級項目)耘沼。
Spark和Flink都屬于基礎(chǔ)性的大數(shù)據(jù)處理引擎极颓。具體的計算框架,大體上群嗤,可根據(jù)采用的模型及延遲的處理不同菠隆,來進行分門別類。
批處理(Batch)
MapReduce【55】– 這是谷歌有關(guān)MapReduce的最早的學術(shù)論文(注:對于國內(nèi)用戶狂秘,點擊原文獻鏈接可能會產(chǎn)生404錯誤骇径,CSDN網(wǎng)站有MapReduce論文的下載鏈接)。
MapReduce綜述【56】–這是一篇過時者春、但依然值得一讀的破衔、有關(guān)MapReduce計算框架的綜述性文章。
迭代式(BSP)
Pregel【57】–這又是一篇谷歌出品的大手筆論文碧查,主要描述了大規(guī)模圖處理方法(注:Pregel是一種面向圖算法的分布式編程框架运敢,其采用的是迭代式的計算模型。它被稱之為Google后Hadoop時代的新“三駕馬車”之一忠售。另外兩駕馬車分別是:“交互式”大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)Dremel和網(wǎng)絡(luò)搜索引擎Caffeine)传惠。
Giraph【58】– 該系統(tǒng)建模于谷歌的Pregel,可視為Pregel的開源版本稻扬,它是一個基于 Hadoop架構(gòu)的卦方、可擴展的分布式迭代圖處理系統(tǒng)。
GraphX【59】–這是一個同時采用圖并行計算和數(shù)據(jù)并行的計算框架(注:GraphX最先是加州大學伯克利分校AMPLab實驗室的一個分布式圖計算框架項目泰佳,后來整合到Spark中盼砍,成為其中的一個核心組件尘吗。GraphX最大的貢獻在于,在Spark之上提供一棧式數(shù)據(jù)解決方案浇坐,可方便高效地完成圖計算的一整套流水作業(yè))睬捶。
Hama【60】– 是一個構(gòu)建Hadoop之上的基于BSP模型的分布式計算引擎(注:Hama的運行環(huán)境需要關(guān)聯(lián)Zookeeper、HBase近刘、HDFS 組件擒贸。Hama中最關(guān)鍵的技術(shù),就是采用了BSP模型(Bulk SynchronousParallel觉渴,即整體同步并行計算模型介劫,又名大同步模型)。BSP模型是哈佛大學的計算機科學家Viliant和牛津大學的BillMcColl在1990年聯(lián)合提出的案淋,他們希望能像馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)那樣座韵,架起計算機程序語言和體系結(jié)構(gòu)間的橋梁,故又稱作橋模型(Bridge Model)踢京。
開源圖處理系統(tǒng)【61】(Open source graphprocessing )-這是滑鐵盧大學的研究人員撰寫的綜述性文獻誉碴,文獻【61】對類Pregel(Pregel-like)的、基于BSP模型的圖處理系統(tǒng)進行了實驗性的比較瓣距。
流式(Streaming)
流式處理【62】(Stream Processing)- 這是一篇非常棒的翔烁、有關(guān)面向大數(shù)據(jù)實時處理系統(tǒng)的綜述性文章。
Storm【63】– 這是一個大數(shù)據(jù)實時處理系統(tǒng)(注:Storm有時也被人們稱為實時處理領(lǐng)域的Hadoop旨涝,它大大簡化了面向龐大規(guī)模數(shù)據(jù)流的處理機制,從而在實時處理領(lǐng)域扮演著重要角色侣背。文獻【63】是Twitter工程師們在2014年發(fā)表于SIGMOD上的學術(shù)論文)白华。
Samza【64】-這是一款由Linkedin公司開發(fā)的分布式的流式數(shù)據(jù)處理框架(注:所謂流式數(shù)據(jù),是指要在處理單位內(nèi)得到的數(shù)據(jù)贩耐,這種方式更注重于實時性弧腥,流式數(shù)據(jù)有時也稱為快數(shù)據(jù))。
Spark流【65】(Spark Streaming) -該文獻是加州大學伯克利分校的研究人員于2013年在著名操作系統(tǒng)會議SOSP上發(fā)表的學術(shù)論文潮太,論文題目是《離散流:容錯大規(guī)模流式計算》(注:這里的離散流是指一種微批處理構(gòu)架管搪,其橋接了傳統(tǒng)的批處理和交互式處理。Spark Streaming是Spark核心API的一個擴展铡买,它并不會像Storm那樣逐個處理數(shù)據(jù)流更鲁,而是在處理前,按時間間隔預(yù)先將其切分為很多小段的批處理作業(yè))奇钞。
交互式(Interactive)
Dremel【66】–這又是一篇由谷歌出品的經(jīng)典論文澡为,論文描述了如何處理“交互式”大數(shù)據(jù)的工作負載。該論文是多個基于Hadoop的開源SQL系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)(注:文獻【66】寫于2006年景埃,“捂”藏4年之后媒至,于2010年公布于眾顶别。文章針對MR交互式查詢能力不足,提出了Dremel拒啰,闡述了Dremel的設(shè)計原理驯绎,并提供了部分測試報告)。
Impala【67】–這是一個大規(guī)模并行處理(MPP)式 SQL 大數(shù)據(jù)分析引擎(注:Impala像Dremel一樣谋旦,其借鑒了MPP(Massively Parallel Processing剩失,大規(guī)模并行處理)并行數(shù)據(jù)庫的思想,拋棄了MapReduce這個不太適合做SQL查詢的范式蛤织,從而讓Hadoop支持處理交互式的工作負載赴叹。本文作者阿尼爾?馬丹在LinkedIn上的博客原文,在此處的“MPI”系“MPP”筆誤指蚜,讀者可參閱文獻【67】發(fā)現(xiàn)此問題)乞巧。
Drill【68】–這是谷歌Dremel的開源版本(注:Drill是一個低延遲的、能對海量數(shù)據(jù)(包括結(jié)構(gòu)化摊鸡、半結(jié)構(gòu)化及嵌套數(shù)據(jù))實施交互式查詢的分布式數(shù)據(jù)引擎)绽媒。
Shark【69】–該文獻是2012年發(fā)表于SIGMOD的一篇學術(shù)論文,論文對Spark生態(tài)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)分析能力免猾,給出了很深入的介紹(注:Shark是由加州伯克利大學AMPLab開發(fā)的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是辕。Shark即“Hive onSpark”的含義,本質(zhì)上是通過Hive的HQL解析猎提,把HQL翻譯成Spark上的RDD操作获三。然后通過Hive的元數(shù)據(jù)獲,取數(shù)據(jù)庫里的表信息锨苏。HDFS上的數(shù)據(jù)和文件疙教,最后會由Shark獲取,并放到Spark上運算伞租。Shark基于Scala語言的算子推導贞谓,可實現(xiàn)良好的容錯機制,對執(zhí)行失敗的長/短任務(wù)葵诈,均能從上一個“快照點(Snapshot)”進行快速恢復(fù))裸弦。
Shark【70】–這是另外一篇很棒的于2013年發(fā)表在SIGMOD的學術(shù)論文,其深度解讀在Apache
Hive之上SQL訪問機制(注:這篇文獻描述了如何構(gòu)建在Spark上構(gòu)建SQL引擎——Shark作喘。更重要的是理疙,文章還討論了之前在Hadoop/MapReduce上實施SQL查詢?nèi)绱酥脑颍?br> Dryad【71】– 文獻討論了使用有向無環(huán)圖(DirectedAcyclineGraph,DAG)來配置和執(zhí)行并行數(shù)據(jù)流水線的方法(注:Dryad是一個通用的粗顆粒度的分布式計算和資源調(diào)度引擎徊都,其核心特性之一沪斟,就是允許用戶自己構(gòu)建DAG調(diào)度拓撲圖。文獻【71】是微軟于2007年在EuroSys國際會議上發(fā)布的學術(shù)論文)。
Tez【72】–其核心思想來源于Dryad主之,可視為利用Yarn(即MRv2)對Dryad的開源實(注:Apache Tez是基于Hadoop Yarn之上的DAG計算框架择吊。由Hadoop的二東家Hortonworks開發(fā)并提供主要技術(shù)支持。文獻【72】是一個關(guān)于Tez的簡要介紹文檔)槽奕。
BlinkDB【73】–可在抽樣數(shù)據(jù)上實現(xiàn)交互式查詢几睛,其呈現(xiàn)出的查詢結(jié)果,附帶有誤差標識粤攒。(注:BlinkDB 是一個用于在海量數(shù)據(jù)上運行交互式 SQL 查詢的大規(guī)模并行查詢引擎所森。BlinkDB允許用戶通過適當降低數(shù)據(jù)精度,對數(shù)據(jù)進行先采樣后計算夯接,其通過其獨特的優(yōu)化技術(shù)焕济,實現(xiàn)了比Hive快百倍的交互式查詢速度,而查詢進度誤差僅降低2~10%盔几。
BlinkDB采用的策略晴弃,與大數(shù)據(jù)布道師,維克托·邁爾-舍恩伯格在其著作《大數(shù)據(jù)時代》中提到的觀點逊拍,“要全體上鞠,不要抽樣”,恰恰相反芯丧∩盅郑基于常識,我們知道:多了缨恒,你就快不了谴咸。好了,你就省不了骗露。對大數(shù)據(jù)處理而言寿冕,也是這樣。英特爾中國研究院院長吳甘沙認為椒袍,大體量、精確性和速度快藻茂,三者不可兼得驹暑,頂多取其二。如果要實現(xiàn)在大體量數(shù)據(jù)上的“快”辨赐,就得想辦法減少數(shù)據(jù)优俘,而減少數(shù)據(jù),勢必要適度地降低分析精確性掀序。
事實上帆焕,大數(shù)據(jù)并不見得越“大”越好,有時候一味的追求“大”是沒有必要的。例如叶雹,在醫(yī)療健康領(lǐng)域财饥,如果來監(jiān)控某個病人的體溫,可穿戴設(shè)備可以一秒鐘采集一次數(shù)據(jù)折晦,也可以一分鐘采集一次數(shù)據(jù)钥星,前者采集的數(shù)據(jù)總量比后者“大”60倍,但就監(jiān)控病人身體狀況而言满着,意義并不是太大谦炒。雖然后者的數(shù)據(jù)忽略了人體在一分鐘內(nèi)的變化,監(jiān)控的精度有所下降风喇,但對于完成監(jiān)控病人健康狀態(tài)這一目的而言宁改,是可以接受的。)
實時系統(tǒng)(RealTime)
Druid【74】–這是一個開源的分布式實時數(shù)據(jù)分析和存儲系統(tǒng)魂莫,旨在快速處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)还蹲,并能做到快速查詢和分析(注:文獻【74】是2014年Druid創(chuàng)始人Eric Tschetter和中國工程師楊仿今等人在SIGMOD上發(fā)表的一篇論文)。
Pinot【75】–這是由LinkedIn公司出品的一個開源的豁鲤、實時分布式的 OLAP數(shù)據(jù)分析存儲系統(tǒng)秽誊,非常類似于前面提到的Druid,LinkedIn 使用它實現(xiàn)低延遲可伸縮的實時分析琳骡。(注:文獻【75】是在GitHub上的有關(guān)Pinot的說明性文檔)锅论。
數(shù)據(jù)分析層(Data Analysis)
數(shù)據(jù)分析層中的工具,涵蓋范圍很廣楣号,從諸如SQL的聲明式編程語言最易,到諸如Pig的過程化編程語言,均有涉及炫狱。另一方面藻懒,數(shù)據(jù)分析層中的庫也很豐富,可支持常見的數(shù)據(jù)挖掘和機器學習算法视译,這些類庫可拿來即用嬉荆,甚是方便。
工具(Tools)
Pig【76】–這是一篇有關(guān)Pig Latin非常不錯的綜述文章(注:Pig Latin原是一種兒童黑話酷含,屬于是一種英語語言游戲鄙早,形式是在英語上加上一點規(guī)則使發(fā)音改變,讓大人們聽不懂椅亚,從而完成孩子們獨懂的交流限番。文獻【76】是雅虎的工程師們于2008年發(fā)表在SIGMOD的一篇論文,論文的題目是“Pig Latin:并不是太老外的一種數(shù)據(jù)語言”呀舔,言外之意弥虐,他們發(fā)明了一種數(shù)據(jù)處理的“黑話”——Pig
Latin,一開始你可能不懂,等你熟悉了霜瘪,就會發(fā)現(xiàn)這種數(shù)據(jù)查詢語言的樂趣所在)珠插。
Pig【77】– 這是另外一篇由雅虎工程師們撰寫的有關(guān)使用Pig經(jīng)驗的論文,文章介紹了如果利用Pig在Map-Reduce上構(gòu)建一個高水準的數(shù)據(jù)流分析系統(tǒng)粥庄。
Hive【78】–該文獻是Facebook數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施研究小組撰寫的一篇學術(shù)論文丧失,介紹了Hive的來龍去脈(注:Hive是一個建立于 Hadoop上的數(shù)據(jù)倉庫基礎(chǔ)構(gòu)架。它用來進行數(shù)據(jù)的提取惜互、轉(zhuǎn)化和加載(即Extract-Transform-Load布讹,ETL),它是一種可以存儲训堆、查詢和分析存儲在 Hadoop 中的大規(guī)模數(shù)據(jù)的機制)描验。
Hive【79】–該文獻是另外一篇有關(guān)Hive的值得一讀的好論文。論文作者來自Facebook數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施研究小組坑鱼,在這篇論文里膘流,可以幫助讀者理解Hive的設(shè)計理念。
Phoenix【80】–它是HBase 的 SQL 驅(qū)動(注:Phoenix可將 SQL 查詢轉(zhuǎn)成 HBase 的掃描及相應(yīng)的動作鲁沥。文獻【80】是關(guān)于在Hbase上部署SQL的幻燈片文檔)呼股。
MapReduce上的連接(join)算法【81】–該文獻介紹了在Hadoop環(huán)境下的各種并行連接算法,并對它們的性能作出系統(tǒng)性評測画恰。
MapReduce上的連接算法【82】–這是威斯康星大學和IBM研究團隊撰寫的綜述性文章彭谁,文章對在Map Reduce模型下的各種連接算法進行了綜合比較。
庫(Libraires)
MLlib【83】–這是在Spark計算框架中對常用的機器學習算法的實現(xiàn)庫允扇,該庫還包括相關(guān)的測試和數(shù)據(jù)生成器(注:文獻【83】是MLlib的一個幻燈片說明文檔)缠局。
SparkR【84】–這是AMPLab發(fā)布的一個R開發(fā)包,為Apache
Spark提供輕量級的前端(注:R是一種廣泛應(yīng)用于統(tǒng)計分析考润、繪圖的語言及操作環(huán)境狭园。文獻【84】是有關(guān)SparkR的幻燈片文檔)。
Mahout【85】–這是一個功能強大的數(shù)據(jù)挖掘工具糊治,是一個基于傳統(tǒng)Map Reduce的分布式機器學習框架(注:Mahout的中文含義就是“馭象之人”唱矛,而Hadoop的Logo正是一頭小黃象。很明顯井辜,這個庫是幫助用戶用好Hadoop這頭難用的大象揖赴。文獻【85】是有關(guān)Mahout的圖書)。
數(shù)據(jù)集成層(Data Integration)
數(shù)據(jù)集成框架提供了良好的機制抑胎,以協(xié)助高效地攝取和輸出大數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)。從業(yè)務(wù)流程線到元數(shù)據(jù)框架渐北,數(shù)據(jù)集成層皆有涵蓋阿逃,從而提供全方位的數(shù)據(jù)在整個生命周期的管理和治理。
攝入/消息傳遞(Ingest/Messaging)
Flume【86】–這是Apache旗下的一個分布式的、高可靠的恃锉、高可用的服務(wù)框架搀菩,可協(xié)助從分散式或集中式數(shù)據(jù)源采集、聚合和傳輸海量日志(注:文獻【86】是Apache網(wǎng)站上有關(guān)Flume的一篇博客文章)破托。
Sqoop【87】–該系統(tǒng)主要用來在Hadoop和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中傳遞數(shù)據(jù)(注:Sqoop目前已成為Apache的頂級項目之一肪跋。通過Sqoop,可以方便地將數(shù)據(jù)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫導入到HDFS土砂,或反之亦可州既。文獻【87】是有關(guān)Sqoop的幻燈片說明文檔)。
Kafka【88】–這是由LinkedIn開發(fā)的一個分布式消息系統(tǒng)(注:由Scala編寫而成的Kafka萝映,由于可水平擴展吴叶、吞吐率高等特性,得到廣泛應(yīng)用序臂。文獻【88】是LindedIn的工程師們在2011年發(fā)表于NetDB的會議論文)蚌卤。
ETL/工作流
ETL是數(shù)據(jù)抽取(Extract)奥秆、清洗(Cleaning)逊彭、轉(zhuǎn)換(Transform)、裝載(Load)的過程构订,是構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫的重要一環(huán)侮叮。
Crunch【89】–這是Apache旗下的一套Java API函數(shù)庫,它能夠大大簡化編寫鲫咽、測試签赃、運行MapReduce 處理工作流的程序(注:文獻【89】是有關(guān)Crunch的幻燈片解釋文檔)。
Falcon【90】– 這是Apache旗下的Falcon大數(shù)據(jù)管理框架分尸,可以幫助用戶自動遷移和處理大數(shù)據(jù)集合(注:文獻【90】是一份關(guān)于Falcon技術(shù)預(yù)覽報告)锦聊。
Cascading【91】–這是一個架構(gòu)在Hadoop上的API函數(shù)庫,用來創(chuàng)建復(fù)雜的可容錯的數(shù)據(jù)處理工作流(注:文獻【91】是關(guān)于Hadoop上的Cascading的概論和技術(shù)隨筆)箩绍。
Oozie【92】–是一個工作流引擎孔庭,用來協(xié)助Hadoop作業(yè)管理(注:Oozie字面含義是馴象之人,其寓意和Mahout一樣材蛛,幫助用戶更好地搞定Hadoop這頭大象圆到。文獻【92】是Apache網(wǎng)站上有關(guān)Oozie的官方文檔)。
元數(shù)據(jù)(Metadata)
HCatalog【93】– 它提供了面向Apache Hadoop的數(shù)據(jù)表和存儲管理服務(wù)(注:Apache
HCatalog提供一個共享的模式和數(shù)據(jù)類型的機制卑吭,它抽象出表芽淡,使用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)怎么存儲,并提供了可操作的跨數(shù)據(jù)處理工具豆赏。文獻【93】是Apache網(wǎng)站有關(guān)Hcatalog的官方說明文檔)挣菲。
序列化(Serialization)
Protocol Buffers【94】–由Google推廣的一種與語言無關(guān)的、對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行序列化和反序列化的機制(注:Protocol Buffers可用于通訊協(xié)議白胀、數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域的語言及平臺無關(guān)椭赋、可擴展的序列化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)格式。文獻【94】是有關(guān)Protocol Buffers幻燈片文檔)或杠。
Avro【95】–這是一個建模于Protocol Buffers之上的哪怔、Hadoop生態(tài)系統(tǒng)中的子項目(注:Avro本身既是一個序列化框架,同時也實現(xiàn)了RPC的功能)向抢。
操作框架(Operational Frameworks)
最后认境,我們還需要一個操作性框架,來構(gòu)建一套衡量標準和測試基準笋额,從而來評價各種計算框架的性能優(yōu)劣元暴。在這個操作性框架中,還需要包括性能優(yōu)化工具兄猩,借助它來平衡工作負載茉盏。
監(jiān)測管理框架(Monitoring Frameworks)
OpenTSDB【96】–這是構(gòu)建于HBase之上的實時性能評測系統(tǒng)(注:文獻【96】提供了OpenTSDB的簡要概述,介紹了OpenTSDB的工作機理)枢冤。
Ambari【97】– 這是一款基于Web的系統(tǒng)鸠姨,支持Apache Hadoop集群的供應(yīng)、管理和監(jiān)控(注:文獻【97】闡述了Ambari架構(gòu)的設(shè)計準則)淹真。
基準測試(Benchmarking)
YCSB【98】–該文獻是一篇使用YCSB對NoSQL系統(tǒng)進行性能評估的期刊論文(注:YCSB是雅虎云服務(wù)基準測試(Yahoo! Cloud Serving Benchmark)的簡寫讶迁。見名知意,它是由雅虎出品的一款通用云服務(wù)性能測試工具)核蘸。
GridMix【99】–該系統(tǒng)通過運行大量合成的作業(yè)巍糯,對Hadoop系統(tǒng)進行基準測試,從而獲得性能評價指標(注:文獻是Apache網(wǎng)站有關(guān)GridMix的官方說明文檔)客扎。
最后一篇文獻是有關(guān)大數(shù)據(jù)基準測試的綜述文章【100】祟峦,文章討論了基準測試的最新技術(shù)進展以及所面臨的幾個主要挑戰(zhàn)。
譯者寄語:
在你邁步于大數(shù)據(jù)的旅途中徙鱼,真心希望這些文獻能助你一臂之力宅楞。但要知道,有關(guān)大數(shù)據(jù)的文獻袱吆,何止千萬厌衙,由于個人精力、能力有限绞绒,有些領(lǐng)域也不甚熟稔婶希,故難免會掛一漏萬。如有疏忽蓬衡,漏掉你的大作喻杈,還請你海涵拐揭。最后,希望這些文獻能給你帶來“學而時習之奕塑,不亦樂乎”的快感!
譯者介紹:張玉宏家肯,博士龄砰。2012年畢業(yè)于電子科技大學,現(xiàn)執(zhí)教于河南工業(yè)大學讨衣。中國計算機協(xié)會(CCF)會員换棚,ACM/IEEE會員。主要研究方向為高性能計算反镇、生物信息學固蚤,主編有《Java從入門到精通》一書。