Cos'è l'orchestrazione dei dati?
L'orchestrazione dei dati è il processo di organizzazione e gestione di attività sui dati, come spostamento, trasformazione, controllo e distribuzione, in modo che vengano eseguite nell'ordine corretto, al momento giusto e su larga scala.
In un tipico sistema dati, sono coinvolti molti passaggi: è necessario raccogliere dati da diverse origini, pulirli e trasformarli, controllarne la qualità e caricarli in database, dashboard o app. L'orchestrazione dei dati collega tutti questi passaggi in un flusso di lavoro coordinato per soddisfare le esigenze della tua organizzazione. Decide quando ogni attività deve iniziare, cosa deve finire prima e cosa fare se qualcosa va storto. L'orchestrazione dei dati è particolarmente utile ogni volta che un processo è ripetibile e le attività possono essere automatizzate. Può risparmiare tempo, migliorare l'efficienza e le prestazioni del tuo sistema e garantire una migliore qualità dei dati.
In termini semplici, l'orchestrazione dei dati assicura che l'intero processo dati avvenga in modo fluido, affidabile e puntuale.
I comuni strumenti di orchestrazione dei dati includono Apache Airflow, Prefect, Dagster e opzioni integrate nella piattaforma come Databricks Lakeflow Jobs.
L'orchestrazione dei dati si differenzia da altri tipi di orchestrazione presenti nello spazio degli sviluppatori:
- Orchestrazione di container: L'orchestrazione di container è l'automazione della gestione e del coordinamento dei container. I team di software (DevOps, ingegneri di piattaforma, ecc.) utilizzano strumenti di orchestrazione di container come Kubernetes e Docker Swarm per controllare e automatizzare attività quali il provisioning e il deployment dei container, l'allocazione delle risorse tra container, il monitoraggio dello stato dei container e la protezione delle interazioni tra container.
- Orchestrazione di applicazioni: L'orchestrazione di applicazioni è l'integrazione di due o più applicazioni software. Potresti farlo per automatizzare un processo o per abilitare la sincronizzazione dei dati in tempo reale. Il processo di orchestrazione delle applicazioni ti consente di gestire e monitorare le tue integrazioni centralmente e aggiungere funzionalità per il routing dei messaggi, la sicurezza, la trasformazione e l'affidabilità. Questo approccio è più efficace dell'integrazione punto-punto perché la logica di integrazione è disaccoppiata dalle applicazioni stesse e viene gestita invece all'interno di un container.
- Orchestrazione della sicurezza (SOAR): La Security Orchestration, Automation and Response (SOAR) è un approccio che combina automazione e orchestrazione e consente alle organizzazioni di automatizzare la threat hunting, la raccolta di threat intelligence e le risposte agli incidenti a minacce di basso livello.
Qual è la differenza tra orchestrazione dei dati e ETL?
ETL (Extract, Transform, Load), noto anche come ELT, è il processo che effettivamente sposta e rimodella i dati: estrae dati dalle origini (extract), li pulisce e li plasma per uno specifico bisogno aziendale (transform), e quindi li inserisce in un sistema di destinazione come un data warehouse (load).
L'orchestrazione dei dati si posiziona sopra l'ETL come livello di coordinamento che decide quando e come viene eseguito il processo ETL. Si concentra sul controllo e coordinamento delle attività sui dati, tra cui: decidere quando eseguire i job, controllare quali job eseguire per primi, gestire errori e tentativi, inviare avvisi, tracciare le dipendenze e altro ancora.
In breve, l'ETL gestisce il lavoro sui dati, mentre l'orchestrazione lo gestisce in modo che l'output sia affidabile e puntuale.
Come funziona l'orchestrazione dei dati?
L'orchestrazione dei dati aiuta i team di dati ad automatizzare il loro processo di data engineering prendendo dati isolati da più posizioni di archiviazione, combinandoli, organizzandoli e rendendoli quindi prontamente disponibili per qualsiasi esigenza di business intelligence (BI), analisi o modello di machine learning.
Il processo collega tutti i tuoi data center, siano essi sistemi legacy, strumenti basati su cloud o data lake. I dati vengono trasformati in un formato standard, rendendoli più facili da comprendere e utilizzare per il processo decisionale.
La maggior parte delle organizzazioni genera enormi quantità di dati, motivo per cui gli strumenti automatizzati sono essenziali per organizzarli su larga scala e garantire che siano disponibili in modo tempestivo per casi d'uso a valle. Inoltre, le piattaforme di orchestrazione dei dati sono ideali per garantire la conformità, monitorare la salute e le prestazioni delle pipeline e rilevare problemi tramite l'osservabilità.
Quali sono i principali vantaggi dell'utilizzo di uno strumento di orchestrazione dei dati?
Utilizzare la soluzione di orchestrazione dei dati giusta ti offrirà:
- Affidabilità migliorata: le pipeline di dati vengono eseguite in modo prevedibile con dipendenze chiare, tentativi automatici e avvisi attuabili
- Qualità dei dati più elevata: validazioni e controlli integrati per individuare dati errati precocemente
- Maggiore trasparenza: log, metriche e lineage rendono le operazioni osservabili
- Tempestività: dati freschi consegnati secondo programma o in base agli eventi
- Efficienza dei costi: evita rielaborazioni ridondanti e ridimensiona le risorse in modo oculato
- Governance: esecuzioni verificabili, controlli degli accessi e applicazione delle policy
Quali sono alcune sfide che possono derivare dall'uso dello strumento di orchestrazione dei dati sbagliato?
Alcuni orchestratori di dati potrebbero presentare limitazioni, che possono portare a:
- Flussi di lavoro complessi: pipeline aggrovigliate che rendono le dipendenze e i percorsi di errore difficili da comprendere o mantenere.
- Intelligenza di pianificazione limitata: pianificazione basata su timer senza consapevolezza delle dipendenze, controlli della qualità dei dati o logica di retry robusta.
- Osservabilità debole: log, metriche o lineage limitati, che rallentano la risoluzione dei problemi e l'analisi delle cause principali.
- Alert fatigue: notifiche rumorose con segnale basso che sovraccaricano gli operatori.
- Supporto rigido del flusso di lavoro: gestione inadeguata di backfill, trigger basati su eventi o pipeline dinamiche.
- Configurazione dispersa: complessità di configurazione crescente e lock-in specifico del fornitore che riducono la portabilità e il controllo delle versioni.
- Limitazioni di sicurezza: lacune nella governance, come controlli di accesso basati sui ruoli insufficienti.
Gli orchestratori avranno difficoltà a funzionare bene quando i flussi di lavoro sono altamente dinamici, coprono più sistemi, richiedono contratti dati solidi o devono scalare a un'elevata concorrenza senza sacrificare l'affidabilità. Scegli piattaforme che affrontino esplicitamente queste aree e mantieni le tue pipeline di dati modulari e osservabili.
Quali sono i componenti chiave di una soluzione di orchestrazione dei dati?
Per orchestrare i tuoi dati in modo facile ed efficiente, le soluzioni di orchestrazione dei dati dovrebbero includere le seguenti funzionalità:
- Dipendenza tra attività: una dipendenza tra attività imposta l'ordine e le condizioni tra le attività, consentendo sequenza, parallelismo e branching in un flusso di lavoro.
- Tipi di attività: le soluzioni di orchestrazione dei dati dovrebbero supportare una gamma di tipi di attività, tra cui, ma non solo, notebook, script Python, SQL, dbt, JAR, Spark Submit e altro ancora.
- Parametri: i parametri sono input denominati e tipizzati che passi a un'esecuzione di orchestrazione (pipeline, DAG, flusso di lavoro) per controllare il comportamento senza modificare il codice. Rendono i flussi di lavoro riutilizzabili, configurabili e più facili da promuovere tra gli ambienti.
- Pianificazioni: una pianificazione è un'impostazione basata sul tempo che esegue un'attività in orari specifici (ad esempio, oraria, giornaliera o tramite cron).
- Trigger: un trigger è il meccanismo che avvia un'attività in base a una condizione o a un evento (basato sul tempo, evento o guidato dai dati).
- Flusso di controllo: i flussi di controllo sono funzionalità che consentono di definire la forma dell'esecuzione delle attività in modo da poter creare flussi di lavoro dinamici e resilienti. Includono spesso retry (specificare quante volte un'attività particolare deve essere rieseguita se l'attività fallisce con un messaggio di errore), sequenza, parallelismo, branching e loop (attività condizionali “esegui se”, “if/else” e “for each”).
- Esecuzioni condizionali: gli strumenti di orchestrazione dovrebbero consentire di impostare condizioni per le esecuzioni.
- Esecuzioni di backfill: un'esecuzione di backfill è un'esecuzione di job (spesso una serie di esecuzioni) che rielabora dati storici su un intervallo di date/ore passato per colmare le lacune o ricalcolare i risultati.
- Osservabilità: l'osservabilità per il data engineering è la capacità di scoprire, monitorare e risolvere i problemi dei sistemi per garantire che l'ETL operi correttamente ed efficacemente. È la chiave per mantenere pipeline di dati sane e affidabili, far emergere insight aziendali reali e fornire analisi a valle affidabili.
- Governance: gli strumenti di orchestrazione dovrebbero includere la governance dei dati per gestire i privilegi, comprese le concessioni di autorizzazioni e le identità, e gli asset.
Chi è responsabile dell'orchestrazione dei dati?
Mentre la maggior parte delle aziende si affida al proprio team di data engineering per l'orchestrazione dei dati, anche analisti di dati e data scientist possono svolgere questo ruolo. Più raramente, alcune organizzazioni hanno utenti aziendali o professionisti DevOps che orchestrano i propri dati.