Was ist Datenorchestrierung?
Datenorchestrierung ist der Prozess der Organisation und Verwaltung von Datentasks, wie z. B. Verschieben, Transformieren, Prüfen und Liefern, damit sie in der richtigen Reihenfolge, zur richtigen Zeit und in großem Umfang ausgeführt werden.
In einem typischen Datensystem sind viele Schritte erforderlich: Sie müssen Daten aus verschiedenen Quellen sammeln, sie bereinigen und transformieren, ihre Qualität prüfen und sie in Datenbanken, Dashboards oder Apps laden. Datenorchestrierung verbindet all diese Schritte zu einem koordinierten Workflow, um die Anforderungen Ihrer Organisation zu erfüllen. Sie entscheidet, wann jede Aufgabe beginnen soll, was zuerst abgeschlossen sein muss und was zu tun ist, wenn etwas schiefgeht. Datenorchestrierung ist besonders nützlich, wenn ein Prozess wiederholbar ist und Aufgaben automatisiert werden können. Sie kann Zeit sparen, die Effizienz und Leistung Ihres Systems verbessern und eine bessere Datenqualität sicherstellen.
Einfach ausgedrückt, sorgt Datenorchestrierung dafür, dass der gesamte Datenprozess reibungslos, zuverlässig und pünktlich abläuft.
Gängige Tools für die Datenorchestrierung sind Apache Airflow, Prefect, Dagster und plattformintegrierte Optionen wie Databricks Lakeflow Jobs.
Datenorchestrierung unterscheidet sich von anderen Arten der Orchestrierung im Entwicklerbereich:
- Container-Orchestrierung: Container-Orchestrierung ist die Automatisierung von Container-Management und -Koordination. Softwareteams (DevOps, Plattform-Ingenieure usw.) verwenden Container-Orchestrierungstools wie Kubernetes und Docker Swarm, um Aufgaben wie die Bereitstellung und das Deployment von Containern, die Ressourcenzuweisung zwischen Containern, die Zustandsüberwachung von Containern und die Sicherung der Interaktionen zwischen Containern zu steuern und zu automatisieren.
- Anwendungs-Orchestrierung: Anwendungs-Orchestrierung ist die Integration von zwei oder mehr Softwareanwendungen. Dies kann geschehen, um einen Prozess zu automatisieren oder um die Synchronisierung von Daten in Echtzeit zu ermöglichen. Der Prozess der Anwendungs-Orchestrierung ermöglicht es Ihnen, Ihre Integrationen zentral zu verwalten und zu überwachen und Funktionen für Nachrichtenrouting, Sicherheit, Transformation und Zuverlässigkeit hinzuzufügen. Dieser Ansatz ist effektiver als Punkt-zu-Punkt-Integration, da die Integrationslogik von den Anwendungen selbst entkoppelt ist und stattdessen in einem Container verwaltet wird.
- Sicherheits-Orchestrierung (SOAR): Security Orchestration, Automation and Response (SOAR) ist ein Ansatz, der Automatisierung und Orchestrierung kombiniert und es Organisationen ermöglicht, Bedrohungsanalysen, die Sammlung von Bedrohungsinformationen und die Reaktion auf Vorfälle bei Bedrohungen auf niedrigerer Ebene zu automatisieren.
Was ist der Unterschied zwischen Datenorchestrierung und ETL?
ETL (Extract, Transform, Load), auch manchmal als ELT bezeichnet, ist der Prozess, der Daten tatsächlich verschiebt und umformt: Er zieht Daten aus Quellen (Extrahieren), bereinigt und formt sie für einen bestimmten Geschäftszweck (Transformieren) und lädt die Daten dann in ein Zielsystem wie ein Data Warehouse (Laden).
Datenorchestrierung sitzt über ETL als Koordinationsschicht, die entscheidet, wann und wie der ETL-Prozess ausgeführt wird. Sie konzentriert sich auf die Steuerung und Koordination von Datentasks, einschließlich: Festlegen, wann Jobs ausgeführt werden sollen, Steuern, welche Jobs zuerst ausgeführt werden, Behandeln von Fehlern und Wiederholungsversuchen, Senden von Benachrichtigungen, Verfolgen von Abhängigkeiten und mehr.
Kurz gesagt, ETL erledigt die Datenarbeit, während die Orchestrierung sie verwaltet, damit das Ergebnis zuverlässig und pünktlich ist.
Wie funktioniert Datenorchestrierung?
Datenorchestrierung hilft Datenteams, ihren Data Engineering-Prozess zu automatisieren, indem sie isolierte Daten aus mehreren Speicherorten nimmt, kombiniert, organisiert und dann für jede Anforderung von Business Intelligence (BI), Analysen oder Machine Learning Modellen leicht verfügbar macht.
Der Prozess verbindet alle Ihre Datenzentren, egal ob es sich um Legacy-Systeme, Cloud-basierte Tools oder Data Lakes handelt. Die Daten werden in ein Standardformat umgewandelt, was das Verständnis und die Nutzung für Entscheidungsfindungen erleichtert.
Die meisten Organisationen generieren riesige Datenmengen, weshalb automatisierte Tools unerlässlich sind, um sie in großem Maßstab zu organisieren und sicherzustellen, dass sie für nachgelagerte Anwendungsfälle rechtzeitig verfügbar sind. Darüber hinaus sind Datenorchestrierungsplattformen ideal, um die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten, die Gesundheit und Leistung von Pipelines zu überwachen und Probleme durch Observability zu erkennen.
Was sind die Hauptvorteile der Verwendung eines Datenorchestrierungstools?
Die Verwendung der richtigen Datenorchestrierungslösung bietet Ihnen:
- Verbesserte Zuverlässigkeit: Datenpipelines laufen vorhersagbar mit klaren Abhängigkeiten, automatisierten Wiederholungsversuchen und umsetzbaren Benachrichtigungen
- Stärkere Datenqualität: integrierte Validierungen und Prüfungen, um fehlerhafte Daten frühzeitig zu erkennen
- Größere Transparenz: Protokolle, Metriken und Lineage machen Operationen beobachtbar
- Pünktlichkeit: aktuelle Daten, die nach Zeitplan oder ereignisbasiert geliefert werden
- Kosteneffizienz: vermeiden Sie redundante Neuberechnungen und skalieren Sie Ressourcen klug
- Governance: prüfbare Läufe, Zugriffskontrollen und Durchsetzung von Richtlinien
Welche Herausforderungen können bei der Verwendung des falschen Datenorchestrierungstools auftreten?
Einige Datenorchestratoren können Einschränkungen aufweisen, die zu Folgendem führen können:
- Komplexe Workflows: verwickelte Pipelines, die Abhängigkeiten und Fehlerpfade schwer verständlich oder wartbar machen.
- Begrenzte Planungsintelligenz: zeitbasierte Planung ohne Berücksichtigung von Abhängigkeiten, Datenqualitätsprüfungen oder robuster Wiederholungslogik.
- Schwache Observability: begrenzte Protokolle, Metriken oder Lineage, die die Fehlerbehebung und Ursachenanalyse verlangsamen.
- Alarmmüdigkeit: lästige Benachrichtigungen mit geringem Signal, die die Bediener überfordern.
- Starre Workflow-Unterstützung: schlechte Handhabung von Backfills, ereignisgesteuerten Triggern oder dynamischen Pipelines.
- Konfigurations-Sprawl: wachsende Konfigurationskomplexität und herstellerspezifische Bindung, die Portabilität und Versionskontrolle reduzieren.
- Sicherheitsbeschränkungen: Lücken in der Governance, wie z. B. unzureichende rollenbasierte Zugriffskontrollen.
Orchestratoren werden Schwierigkeiten haben, gut zu funktionieren, wenn Workflows hochdynamisch sind, mehrere Systeme umfassen, starke Datenverträge erfordern oder auf hohe Nebenläufigkeit skaliert werden müssen, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen. Wählen Sie Plattformen, die diese Bereiche explizit ansprechen, und halten Sie Ihre Datenpipelines modular und beobachtbar.
Was sind die Schlüsselkomponenten einer Datenorchestrierungslösung?
Um Ihre Daten einfach und effizient zu orchestrieren, sollten Datenorchestrierungslösungen die folgenden Funktionen enthalten:
- Task-Abhängigkeit: Eine Task-Abhängigkeit legt die Reihenfolge und die Bedingungen zwischen Tasks fest und ermöglicht Sequenzierung, Parallelität und Verzweigung über einen Workflow hinweg.
- Task-Typen: Datenorchestrierungslösungen sollten eine Reihe von Task-Typen unterstützen, darunter, aber nicht beschränkt auf Notebooks, Python-Skripte, SQL, dbt, JAR, Spark Submit und mehr.
- Parameter: Parameter sind benannte, typisierte Eingaben, die Sie an einen Orchestrierungslauf (Pipeline, DAG, Workflow) übergeben, um das Verhalten zu steuern, ohne den Code zu ändern. Sie machen Workflows wiederverwendbar, konfigurierbar und leichter in verschiedenen Umgebungen zu fördern.
- Zeitpläne: Ein Zeitplan ist eine zeitbasierte Einstellung, die einen Task zu bestimmten Zeiten ausführt (z. B. stündlich, täglich oder per Cron).
- Trigger: Ein Trigger ist der Mechanismus, der einen Task basierend auf einer Bedingung oder einem Ereignis startet (zeitbasiert, ereignisbasiert oder datengesteuert).
- Kontrollfluss: Kontrollflüsse sind Funktionalitäten, mit denen Sie die Form der Task-Ausführung definieren können, um dynamische, widerstandsfähige Workflows zu erstellen. Sie umfassen oft Wiederholungsversuche (geben an, wie oft eine bestimmte Aufgabe bei einem Fehler erneut ausgeführt werden soll), Sequenzierung, Parallelität, Verzweigung und Schleifen („wenn ausführen“, „wenn/sonst“ und „für jeden“ bedingte Tasks).
- Bedingte Läufe: Orchestrierungstools sollten es Ihnen ermöglichen, Bedingungen für Ihre Läufe festzulegen.
- Backfill-Läufe: Ein Backfill-Lauf ist eine Jobausführung (oft eine Reihe von Läufen), die historische Daten über einen vergangenen Datums-/Zeitbereich neu verarbeitet, um Lücken zu füllen oder Ergebnisse neu zu berechnen.
- Observability: Observability für Data Engineering ist die Fähigkeit, Systeme zu entdecken, zu überwachen und zu beheben, um sicherzustellen, dass die ETL korrekt und effektiv funktioniert. Sie ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung gesunder und zuverlässiger Datenpipelines, zur Hervorhebung echter Geschäftseinblicke und zur Bereitstellung vertrauenswürdiger nachgelagerter Analysen.
- Governance: Orchestrierungstools sollten Data Governance zur Verwaltung von Berechtigungen, einschließlich Berechtigungsvergaben und Identitäten, sowie Assets enthalten.
Wer ist für die Datenorchestrierung verantwortlich?
Während die meisten Unternehmen sich für die Datenorchestrierung auf ihr Data Engineering-Team verlassen, können auch Datenanalysten und Data Scientists diese Rolle übernehmen. Seltener orchestrieren einige Organisationen Geschäftsanwender oder DevOps-Praktiker ihre Daten.