Integrazione dei dati

Come funziona l'integrazione dei dati: processi principali

Ingestione dei dati: acquisizione dei dati nel sistema

L'ingestione dei dati è il punto di ingresso per l'integrazione. Si concentra sull'acquisizione dei dati dai sistemi di origine e sul loro spostamento in un ambiente centrale come un data lake, un data warehouse o una lakehouse. Ciò potrebbe comportare l'estrazione di dati da database relazionali, applicazioni SaaS, dispositivi IoT, code di messaggi, file di log o sistemi partner.

Un solido livello di acquisizione dati mantiene l'integrazione scalabile e affidabile supportando volumi elevati, formati eterogenei e schemi in evoluzione e mantenendo la resilienza della pipeline quando le fonti fluttuano o aumentano.

Molte organizzazioni utilizzano connettori, pattern di change data capture (CDC) e pipeline basate su eventi per mantenere l'ingestion dei dati efficiente e reattiva. Strumenti come Lakeflow Connect, parte di Databricks Lakeflow, aiutano a semplificare questo lavoro fornendo connettori predefiniti e ad alte prestazioni che semplificano l'ingestion dei dati da database operativi e applicazioni SaaS.

Ingestion in tempo reale vs. batch

L'acquisizione opera generalmente in una delle due modalità, a seconda dei requisiti di latenza e freschezza:

• L'importazione in batch carica i dati a intervalli pianificati, ad esempio ogni ora o durante la notte. È conveniente e adatta per la reportistica tradizionale, i cicli di budget, gli invii normativi e le analitiche storiche.
• L'acquisizione in tempo reale acquisisce ed elabora i dati continuamente man mano che si verificano gli eventi. Alimenta applicazioni come il rilevamento di frodi, i motori di personalizzazione, le dashboard di analitiche in tempo reale e gli avvisi automatici.

Le organizzazioni spesso utilizzano entrambe le modalità per bilanciare le prestazioni e le esigenze analitiche. Le pipeline in tempo reale forniscono insight immediati, mentre i job batch aggiornano in modo efficiente grandi volumi di dati storici.

Raccolta da diversi sistemi di origine

Gli ambienti moderni si basano su sistemi distribuiti, nativo per il cloud e ibridi, pertanto l'integrazione deve gestire in modo efficiente un'ampia varietà di origini, tra cui:

• Database operazionali (MySQL, PostgreSQL, SQL Server)
• Data store cloud
• Applicazioni SaaS come Salesforce, ServiceNow, Workday e Adobe
• Piattaforme di streaming come Apache Kafka
• File e object storage, inclusi Parquet, JSON e CSV
• API che emettono dati strutturati e non strutturati
• Origini generate da macchine, come IoT e stream di sensori

Le pipeline di integrazione devono gestire questi diversi formati e protocolli in modo efficiente per mantenere un quadro completo delle attività operative aziendali.

Trasformazione dei dati: pulizia e standardizzazione dei dati

Una volta acquisiti, i dati devono essere preparati per l'analisi. I dati grezzi spesso presentano incongruenze di formato, struttura e qualità, pertanto devono essere puliti e standardizzati prima di essere utilizzati a valle. Questi passaggi garantiscono che il set di dati risultante sia coerente e affidabile per tutti i carichi di lavoro di analitiche e machine learning.

Pulizia e convalida dei dati

La pulizia e la convalida dei dati sono parti fondamentali del processo di trasformazione. La pulizia migliora l'affidabilità risolvendo problemi come record duplicati, tipi di dati non corretti, formattazione incoerente, valori mancanti e outlier che potrebbero indicare inserimenti non corretti.

La convalida conferma quindi che i dati trasformati rimangono accurati con l'evolversi dei sistemi di origine. I controlli automatizzati fanno emergere problemi come lo schema drift, valori null imprevisti o cambiamenti nel comportamento dei campi prima che influenzino i processi a valle.

Conversione dei dati in formati coerenti

La standardizzazione dei dati garantisce che le informazioni provenienti da sistemi diversi si allineino a una struttura e a un insieme di definizioni condivisi. Questo lavoro include l'unificazione degli elementi dello schema, la standardizzazione dei Layout dei record, l'allineamento delle convenzioni di denominazione e la conversione dei valori in formati coerenti e interpretabili, in modo che i modelli di analitiche e machine learning a valle possano funzionare in modo affidabile.

Caricamento dei dati: opzioni di archiviazione e architetture

Il caricamento è l'ultima fase del processo di integrazione, in cui i dati trasformati vengono spostati in un ambiente di archiviazione per le analitiche e l'uso da parte delle applicazioni. Dopo la pulizia e la standardizzazione, i dati devono essere archiviati dove i team possono facilmente eseguire query su di essi e applicarli. L'architettura di archiviazione influisce direttamente su scalabilità, prestazioni e usabilità downstream e ogni opzione soddisfa esigenze diverse all'interno del processo di integrazione.

I data warehouse:

I data warehouse supportano la Business Intelligence e le analitiche strutturate su larga Scale. Archiviano dati coerenti e curati, ottimizzati per query SQL, dashboard e reporting per la conformità. I warehouse sono ideali per carichi di lavoro che si basano su schemi stabili e set di dati ben governati.

Data lake

I data lake archiviano dati grezzi, semi-strutturati e non strutturati a un costo inferiore, supportando l'esplorazione flessibile, le analitiche su vasta scala e il machine learning. Permettono alle organizzazioni di acquisire tutti i dati aziendali, non solo i record strutturati, e di renderli disponibili per la trasformazione a valle.

Per una guida sulla progettazione e la gestione di questi ambienti, consulta la guida completa di Databricks sulle best practice per i data lake.

Lakehouse

Un'architettura lakehouse incorpora i punti di forza sia dei data lake che dei data warehouse. Combina l'object storage a basso costo con ottimizzazioni delle prestazioni per i carichi di lavoro SQL, consentendo alle organizzazioni di unificare le loro pipeline di analitiche e IA in un unico ambiente. Riducendo la sovrapposizione dell'infrastruttura, le lakehouse semplificano la governance e accelerano le iniziative basate sui dati.

Integrazione dei dati in azione

Si consideri un'organizzazione in cui i dati relativi ai clienti sono distribuiti tra diversi reparti. Le vendite gestiscono account e pipeline in un sistema CRM. Il marketing tiene traccia del coinvolgimento degli utenti e del rendimento delle campagne negli strumenti di automazione del marketing. Supporta i logs, i ticket e le interazioni con i clienti in una piattaforma di helpdesk.

Senza integrazione, questi sistemi forniscono solo viste parziali del comportamento dei clienti, rendendo difficile valutare modelli più ampi o le prestazioni. Gli analisti devono riconciliare manualmente i record contrastanti o incompleti, aumentando la probabilità di conclusioni imprecise.

Con una pipeline integrata, i team possono unire questi dati in modo più efficace:

• L'importazione preleva i dati dai sistemi CRM, di marketing e di supporto tramite connettori.
• La trasformazione allinea gli identificatori dei clienti, standardizza gli schemi e risolve le incoerenze.
• Il caricamento scrive i record unificati in un layer governato all'interno di una lakehouse, offrendo a tutti i team l'accesso a informazioni analitiche.

Quando i dati provenienti da diversi reparti vengono unificati in questo modo, i team possono rispondere a domande che abbracciano l'intero ciclo di vita del cliente, ad esempio quali campagne di marketing influenzano le opportunità di vendita, se i clienti con ticket di assistenza frequenti hanno tassi di rinnovo inferiori o quali segmenti rispondono meglio a funzionalità specifiche del prodotto.

Sostituendo fogli di calcolo isolati e pipeline scollegate con un livello di dati condiviso e governato, le organizzazioni ottengono una visione più chiara dei percorsi dei clienti. Questa visibilità condivisa supporta previsioni più accurate e consente una migliore personalizzazione in tutte le funzioni a contatto con i clienti.

Tecniche e tecnologie comuni per l'integrazione dei dati

ETL (estrazione, trasformazione e caricamento)

ETL è un approccio consolidato all'integrazione dei dati in cui i dati vengono estratti dai sistemi di origine, trasformati per soddisfare i requisiti aziendali e quindi caricati in un ambiente di destinazione. È ampiamente utilizzato per il reporting normativo, l'analisi finanziaria e altri flussi di lavoro che richiedono dati strutturati e altamente curati.

L'ETL si rivela particolarmente utile quando le trasformazioni devono avvenire prima che i dati entrino nel sistema di destinazione, garantendo che i consumatori a valle ricevano schemi coerenti e predefiniti. Per una panoramica più approfondita dei concetti ETL e dei pattern di implementazione, consulta la guida tecnica Guida a ETL di O'Reilly.

ELT (extract, load, transform): trasformazione dei dati dopo il caricamento

L'ELT inverte la sequenza caricando prima i dati grezzi nel sistema di destinazione e poi trasformandoli in loco. Poiché i sistemi basati su cloud offrono compute elastico, l'ELT può essere più efficiente, scalabile e flessibile. Conserva inoltre i dati grezzi, consentendo ai team di dati di rivisitare o riutilizzare i set di dati in un secondo momento senza doverli estrarre nuovamente.

Le organizzazioni utilizzano spesso ETL per set di dati altamente regolamentati o curati ed ELT per le analitiche esplorative o per carichi di lavoro su larga scala. (Scopri la differenza tra ETL ed ELT.)
 

Virtualizzazione dei dati

La virtualizzazione dei dati consente agli utenti di eseguire query sui dati su sistemi eterogenei senza spostarli fisicamente, fornendo un accesso rapido alle informazioni distribuite. È utile quando:

• I dati devono rimanere on-premise a causa di vincoli normativi.
• I team necessitano di accesso in tempo reale ai dati operativi
• Spostare set di dati di grandi dimensioni ha costi proibitivi.

Sebbene la virtualizzazione migliori l'accesso a fonti distribuite, è meno adatta per le analitiche ad alta intensità di calcolo o per l'addestramento di ML su larga scala, che offrono prestazioni migliori con l'elaborazione locale e formati di archiviazione ottimizzati.

Federazione dei dati

La federazione dei dati consente agli utenti di eseguire query su più sistemi di origine al momento dell'esecuzione della query, con ciascun sistema che elabora la propria parte della richiesta. Invece di astrarre o ottimizzare l'accesso ai dati, la federazione coordina le query tra i sistemi e combina i risultati in un'unica vista.

Questo approccio è utile quando i dati devono rimanere nella loro posizione a causa di vincoli normativi o operativi, o quando i team necessitano di insight inter-sistema senza creare nuove pipeline di importazione. Poiché le prestazioni dipendono dai sistemi di origine sottostanti, la federazione è generalmente meno adatta per analitiche complesse o carichi di lavoro a compute intensiva.

Replicazione dei dati

La replica sincronizza le copie dei dati su più sistemi per garantire disponibilità e coerenza. Può supportare:

• Ripristino di emergenza
• Sistemi analitici ottimizzati per la lettura
• Applicazioni distribuite che si basano su informazioni aggiornate

La replica può essere continua o pianificata, a seconda dei requisiti di latenza.

Orchestrazione dei dati

Oltre alle singole tecniche di integrazione, l'orchestrazione dei dati garantisce che le pipeline vengano eseguite in modo affidabile su larga scala. L'orchestrazione dei dati coordina l'esecuzione, la pianificazione e il monitoraggio dei flussi di lavoro di integrazione dei dati, garantendo che le fasi di ingestione, trasformazione e caricamento vengano eseguite nell'ordine corretto, gestiscano correttamente le dipendenze e consentano il ripristino in caso di errori. Man mano che gli ambienti di dati diventano più complessi, l'orchestrazione diventa essenziale per la gestione di pipeline che si estendono su più sistemi, modalità di elaborazione e team.

Un'orchestrazione efficace supporta funzionalità come la gestione delle dipendenze, i nuovi tentativi, gli avvisi e l'osservabilità, aiutando i team a gestire flussi di lavoro di integrazione su larga scala.

Lakeflow Jobs supporta l'orchestrazione per l'integrazione dei dati e i flussi di lavoro ETL fornendo un modo unificato per programmare, gestire e monitorare le pipeline di dati in tutta la Lakehouse.

Qualità e affidabilità dei dati

Garantire un'elevata qualità dei dati è essenziale per analitiche attendibili e sistemi downstream affidabili. I dati integrati vengono spesso utilizzati per alimentare report, dashboard e modelli di machine learning, pertanto la qualità deve essere misurata e mantenuta man mano che le origini dati e le pipeline si evolvono.

Metriche sulla qualità dei dati

Le organizzazioni utilizzano diverse metriche di base per valutare se i dati integrati sono pronti per le analitiche e l'uso operativo:

• Accuratezza: i valori riflettono la realtà, come indirizzi dei clienti corretti o importi delle transazioni validi.
• Completezza: i campi obbligatori sono compilati e non mancano record importanti.
• Coerenza: i dati rimangono allineati tra sistemi, formati e periodi di tempo senza valori in conflitto.

Processi di assicurazione della qualità

La garanzia di qualità svolge un ruolo fondamentale nel mantenere i dati integrati accurati e affidabili con l'evolversi dei sistemi. Include la validazione dei dati e la gestione degli errori, che assicurano che i dati trasformati rispettino gli standard previsti prima di essere caricati negli ambienti a valle.

I controlli di convalida confermano che schemi, formati e regole di business rimangano invariati in tutta la pipeline di dati. Con le pipeline di dati strutturati (SDP) di Databricks Lakeflow, le aspettative consentono ai team di applicare vincoli di qualità che convalidano i dati durante il loro flusso attraverso le pipeline ETL, fornendo maggiori informazioni dettagliate sulle metriche di qualità dei dati e consentendo al contempo di interrompere gli aggiornamenti o eliminare i record in caso di rilevamento di dati non validi. Questi flussi di lavoro per la gestione degli errori impediscono l'ingresso di dati errati o incompleti nei sistemi di analitiche o operativi, garantendo che i consumer a valle possano fidarsi dei dati con cui lavorano.

I sistemi di monitoraggio e avviso estendono queste misure di salvaguardia rilevando cambiamenti imprevisti nel volume dei dati, nella struttura dello schema o nel comportamento della pipeline. Gli avvisi consentono ai team di rispondere rapidamente alle anomalie e di risolvere i problemi prima che abbiano un impatto sui consumatori.

Insieme, questi processi mantengono la stabilità delle pipeline di integrazione e supportano dati coerenti e di alta qualità in tutta l'organizzazione.

Governance e sicurezza

Mentre la qualità dei dati si concentra su correttezza e affidabilità, la governance e la sicurezza definiscono come i dati integrati vengono gestiti, protetti e utilizzati in modo responsabile in tutta l'organizzazione. Una solida governance dei dati crea fiducia garantendo che l'accesso, l'utilizzo e la conformità siano chiaramente definiti e applicati.

Implementazione di framework di governance

I quadri di governance definiscono le modalità di raccolta, archiviazione, accesso e gestione dei dati durante l'intero ciclo di vita. Framework chiari e applicabili aiutano i team a mantenere la coerenza con la crescita dei volumi di dati e l'aggiunta di nuovi sistemi.

Definizione e applicazione delle policy sui dati

Una governance efficace si basa su policy ben definite che guidano il modo in cui i dati vengono gestiti tra team e piattaforme. Le aree comuni delle policy includono:

• Convenzioni di denominazione e standard degli schemi
• Pratiche di conservazione e archiviazione dei dati
• Trattamento di dati sensibili o regolamentati
• Controllo delle versioni e gestione del ciclo di vita

Se applicate in modo coerente, queste policy aiutano a ridurre la frammentazione e garantiscono che i dati siano gestiti in modo responsabile all'interno dell'organizzazione.

Sicurezza e controlli degli accessi

La sicurezza è un elemento fondamentale della governance dei dati. Stabilisce le protezioni e i controlli degli accessi che tutelano i dati sensibili, impediscono l'uso non autorizzato e aiutano le organizzazioni a soddisfare i requisiti di conformità. Le principali funzionalità di sicurezza includono:

• Autenticazione e gestione delle identità
• Controllo degli accessi per ruoli
• Crittografia at-rest e in-transit
• Separazione dei privilegi
• Framework sicuri per il Data Sharing

Insieme, questi controlli aiutano le organizzazioni a proteggere i dati integrati, consentendo al contempo un accesso sicuro e governato per le analitiche e le attività operative.

Sfide comuni di integrazione dei dati

Con l'aumentare della portata e della complessità delle pipeline di integrazione, le organizzazioni si trovano ad affrontare una serie di sfide pratiche comuni in materia di scalabilità, architettura e proprietà. Le seguenti sfide illustrano i comuni punti di attrito e gli approcci che le organizzazioni utilizzano per affrontarli:

• Formati incoerenti: la standardizzazione di schemi e metadati risolve le discrepanze.
• Grandi volumi di dati: il compute distribuito e la scalabilità automatica consentono un'elaborazione efficiente.
• Architetture ibride o multicloud complesse: la federazione, la virtualizzazione e la governance unificata semplificano l'accesso tra ambienti diversi.
• Proprietà a silos: ruoli chiari, standard condivisi e un'orchestrazione centralizzata creano coerenza e riducono la frammentazione.
• Sistemi di origine in evoluzione: la convalida automatizzata e le pipeline basate sullo schema prevengono gli errori a valle.

Con una moderna strategia di integrazione, queste sfide diventano gestibili. Strumenti di data engineering unificati come Databricks Lakeflow aiutano le organizzazioni a semplificare l'integrazione dei dati e l'ETL riunendo l'acquisizione, la trasformazione e l'orchestrazione in un unico ambiente.

Scelta di una piattaforma di integrazione dei dati

Per affrontare queste sfide di integrazione è necessaria una piattaforma in grado di operare in modo affidabile con volumi di dati in crescita, architetture complesse e requisiti di governance.

Scalabilità e prestazioni

La scelta di una piattaforma di integrazione dei dati richiede di comprendere quanto le sue capacità siano in linea sia con le priorità immediate che con le esigenze future. Una considerazione chiave è la capacità della piattaforma di scalare all'aumentare dei volumi di dati e dei carichi di lavoro.

I fattori importanti includono l'ingestion ad alto throughput, l'elaborazione a bassa latenza, la gestione efficiente degli schemi, l'elastic compute per carichi di lavoro intensi e il supporto per dati sia strutturati che non strutturati. Le piattaforme native per il cloud eccellono in termini di scalabilità perché separano lo storage e il compute, consentendo l'autoscaling al variare della domanda.

Requisiti in tempo reale

Se un caso d'uso richiede approfondimenti immediati, la piattaforma dovrebbe supportare l'acquisizione basata su eventi, l'elaborazione a bassa latenza, le pipeline da streaming a tabella e il ripristino automatico dai guasti. Queste funzionalità abilitano applicazioni in tempo reale come raccomandazioni personalizzate, monitoraggio finanziario e allerta operativa.

Considerazioni su cloud e on-premise

La scelta tra modelli di deployment cloud, on-premise o ibridi dipende da fattori quali i requisiti di conformità e sovranità dei dati, gli investimenti infrastrutturali esistenti, i vincoli di latenza, le competenze del team e il costo totale di proprietà. Molte organizzazioni scelgono approcci ibridi, mantenendo i dati sensibili o regolamentati on-premise e utilizzando piattaforme cloud per analitiche scalabili.

Funzionalità di sicurezza, governance e metadati

Una solida piattaforma di integrazione deve supportare la governance centralizzata. Le funzionalità essenziali includono il controllo degli accessi, la gestione dei metadati, la visibilità della provenienza dei dati, la crittografia dei dati a riposo e in transito, le autorizzazioni granulari per i campi sensibili e i log di audit per la conformità. Una governance efficace non solo protegge i dati, ma crea anche fiducia nell'affidabilità e nella trasparenza dei set di dati utilizzati in tutta l'organizzazione.

Conclusione

L'integrazione dei dati è la base delle moderne strategie per i dati e l'IA. Unificando i dati all'interno dell'organizzazione, si crea un set di dati coerente che supporta le analitiche, il machine learning e l'operational intelligence. Questa visione unificata consente un processo decisionale basato sui dati, fornendo ai team informazioni affidabili e tempestive.

L'impatto dell'integrazione va oltre l'efficienza tecnica. Un ambiente di dati connesso rafforza la collaborazione, riduce le ridondanze e rivela informazioni dettagliate che i sistemi a silos nascondono. Quando i reparti lavorano con gli stessi dati attendibili, possono agire con maggiore sicurezza e rapidità.

Le organizzazioni possono iniziare l'integrazione gradualmente, valutando i silo esistenti, identificando le opportunità a più alto impatto e consolidando alcune fonti critiche. Man mano che le pipeline maturano e i sistemi diventano più complessi, una forte integrazione diventa essenziale per promuovere la produttività, l'innovazione e un vantaggio competitivo a lungo termine.

Per saperne di più sui principi architetturali che supportano l'integrazione scalabile, esplora l'addestramento gratuito e autogestito di Databricks: Inizia a usare l'architettura Lakehouse.

Per l'implementazione dell'integrazione dei dati e dell'ETL su questa architettura, Databricks Lakeflow fornisce una soluzione unificata per l'ingegneria dei dati.

Domande frequenti

Cos'è l'integrazione dei dati?

L'integrazione dei dati è il processo che consiste nel combinare dati provenienti da fonti diverse in una vista unificata a supporto di analisi, reporting e processi decisionali. Questo processo comporta l'estrazione dei dati da vari sistemi, la loro trasformazione in un formato coerente e il loro caricamento in ambienti centralizzati come data warehouse, data lake o lakehouse.

Perché l'integrazione dei dati è importante per le organizzazioni?

L'integrazione dei dati aiuta le organizzazioni ad abbattere i silos, a migliorare la qualità dei dati e a ottenere informazioni dettagliate complete su tutte le attività operative. Consente un migliore processo decisionale, migliora l'efficienza operativa e il machine learning. Unificando i dati in una base affidabile, l'integrazione aiuta anche le organizzazioni a rimanere competitive con l'espansione delle pratiche guidate dai dati.

Quali sono i principali tipi di tecniche di integrazione dei dati?

Le tecniche di integrazione comuni includono ETL, ELT, la virtualizzazione dei dati (creazione di una vista unificata senza spostare i dati), la replica dei dati (garantendo la disponibilità tramite copie duplicate) e la federazione dei dati per l'interrogazione di dati su più sistemi.

Quali sfide affrontano le organizzazioni con l'integrazione dei dati?

Le organizzazioni spesso riscontrano difficoltà con problemi di qualità dei dati, sorgenti di dati frammentate o legacy, l'integrazione di informazioni da più sistemi, la gestione di grandi volumi di dati e il mantenimento di una sicurezza e una governance solide. I moderni strumenti di integrazione, l'automazione e le pratiche di governance ben definite aiutano ad affrontare queste sfide e a migliorare l'affidabilità a lungo termine.