データの統合

データ統合の仕組み: 主要なプロセス

データ取り込み: システムへのデータの取り込み

データ取り込みは統合へのエントリ ポイントです。ソースシステムからデータを取得し、データレイク、データウェアハウス、レイクハウスなどの中央環境に移動することに重点を置いています。これには、リレーショナル データベース、SaaS アプリケーション、IoT デバイス、メッセージ キュー、ログ ファイル、またはパートナー システムからのデータ取得が含まれる場合があります。

堅牢なインジェスチョン レイヤーは、大量のデータ、異種のフォーマット、進化するスキーマをサポートし、ソースの変動や増加に応じてパイプラインの回復力を維持することで、統合のスケーラビリティと信頼性を保ちます。

多くの組織では、コネクタ、チェンジデータキャプチャ (CDC) パターン、イベントベースのパイプラインを使用して、取り込みを効率的かつ応答性の高い状態に保っています。Databricks Lakeflow の一部である Lakeflow Connect のようなツールは、オペレーショナルデータベースや SaaS アプリケーションからのデータ取り込みを簡素化する、ビルド済みの高性能コネクタを提供し、この作業の効率化を支援します。

リアルタイムとバッチでの取り込み

インジェストは通常、レイテンシと鮮度の要件に応じて、2つのモードのいずれかで動作します：

• バッチ取り込みは、1時間ごとや夜間など、スケジュールされた間隔でデータを読み込みます。コスト効率が高く、従来のレポート作成、予算サイクル、規制当局への提出、履歴アナリティクスに適しています。
• リアルタイム インジェストでは、イベントの発生と同時にデータが継続的にキャプチャされ、処理されます。不正検知、パーソナライゼーション エンジン、リアルタイム アナリティクスダッシュボード、自動アラートなどのアプリケーションで活用されています。

組織は、パフォーマンスと分析のニーズのバランスを取るために、多くの場合両方のモードを使用します。リアルタイムパイプラインは即座にインサイトを提供し、一方、バッチジョブは大量のヒストリカルデータを効率的に更新します。

多様なソースシステムからの収集

現代の環境は分散型、クラウドネイティブ、ハイブリッドの各システムに依存しており、統合では以下のようなさまざまなソースを効率的に処理する必要があります。

• オペレーショナル データベース (MySQL、PostgreSQL、SQL Server)
• クラウド データストア
• Salesforce、ServiceNow、Workday、AdobeなどのSaaSアプリケーション
• Apache Kafka などのストリーミング プラットフォーム
• ファイルとオブジェクト ストレージ（Parquet、JSON、CSV など）
• 構造化データと非構造化データを出力するAPIs
• IoT やセンサー ストリームなどの機械生成ソース

統合パイプラインは、ビジネスオペレーションの全体像を維持するために、これらの多様なフォーマットとプロトコルを効率的に処理する必要があります。

データ変換: データのクレンジングと標準化

データが取り込まれたら、分析のために準備する必要があります。生データは、フォーマット、構造、品質に一貫性がない状態で届くことが多いため、後工程で使用する前にクレンジングと標準化を行う必要があります。これらのステップにより、アナリティクスおよびmachine learningのワークロード全体で、結果のデータセットの一貫性と信頼性が確保されます。

データ クレンジングと検証

データクレンジングと検証は、変換プロセスの重要な部分です。クレンジングによって、重複レコード、不正なデータ型、不統一なフォーマット、欠損値、不正な入力を示唆する外れ値といった問題が解決され、信頼性が向上します。

その後、検証によって、ソースシステムが進化しても変換されたデータが正確であり続けることを確認します。自動チェックによって、スキーマドリフト、予期しないnull値、フィールドの動作の変化などの問題が、後続のプロセスに影響を及ぼす前に検出されます。

データを一貫したフォーマットに変換する

データを標準化することで、異なるシステムからの情報が、共有の構造と一連の定義に確実に沿うようになります。この作業には、下流の**アナリティクス**や**機械学習モデル**が確実に動作できるよう、スキーマ要素の統一、レコードレイアウトの標準化、命名規則の統一、値の一貫性のある解釈可能な形式への変換が含まれます。

データの読み込み: ストレージオプションとアーキテクチャ

ローディングは統合プロセスの最終段階であり、変換されたデータがアナリティクスやアプリケーションで利用するためにストレージ環境に移動されます。クレンジングと標準化の後、チームが簡単にクエリーを実行して適用できる場所にデータを保存する必要があります。ストレージアーキテクチャは、スケーラビリティ、パフォーマンス、後工程でのユーザビリティに直接影響し、各オプションは統合プロセス内のさまざまなニーズに適合します。

DWH

データウェアハウスは、大規模なビジネスインテリジェンスと構造化アナリティクスをサポートします。SQL クエリー、ダッシュボード、コンプライアンス主導のレポート作成に最適化された、一貫性のあるキュレートされたデータを保存します。ウェアハウスは、安定したスキーマと適切に管理されたデータセットを利用するワークロードに最適です。

データレイク

データレイクは、生データ、半構造化データ、非構造化データを低コストで格納し、柔軟な探索、大規模なアナリティクス、machine learningをサポートします。これにより、組織は構造化されたレコードだけでなく、すべての企業データを取り込み、下流での変換に利用できるようになります。

これらの環境の設計と管理に関するガイダンスについては、Databricks の包括的なガイドであるデータレイクのベストプラクティスをご覧ください。

レイクハウス

レイクハウス アーキテクチャは、データレイクとデータウェアハウス両方の長所を取り入れています。低コストのオブジェクト ストレージと SQL ワークロードのパフォーマンス最適化を組み合わせることで、組織はアナリティクス パイプラインと AI パイプラインを単一の環境に統合できます。レイクハウスは、インフラストラクチャの重複を減らすことで、ガバナンスを簡素化し、データドリブンの取り組みを加速します。

データ統合の実践

顧客関連データが複数の部門に分散している組織を考えてみましょう。営業部門は CRM システムでアカウントとパイプラインを管理します。マーケティング部門は、マーケティング オートメーション ツールでユーザー エンゲージメントとキャンペーンのパフォーマンスを追跡します。サポート部門は、ヘルプデスク プラットフォームにチケットと顧客とのやり取りを記録します。

統合がなければ、これらのシステムでは顧客の行動を部分的にしか把握できず、より広範なパターンやパフォーマンスを評価することが困難になります。アナリストは、矛盾した、または不完全なレコードを手動で調整する必要があり、不正確な結論に至る可能性が高まります。

統合パイプラインを使用することで、チームはこのデータをより効果的にまとめることができます。

• 取り込みは、コネクタを介してCRM、マーケティング、サポートの各システムからデータを取得します。
• トランスフォーメーションは、顧客 ID を調整し、スキーマを標準化し、不整合を解決します。
• ローディングは、統合されたレコードをレイクハウス内のガバナンスの効いたレイヤーに書き込み、すべてのチームが一貫性のあるアナリティクス対応の情報にアクセスできるようにします。

このように異なる部門のデータが統合されると、チームは、どのマーケティング キャンペーンが営業案件に影響を与えるか、サポート チケットの多い顧客は更新率が低いかどうか、あるいは、どのセグメントが特定の製品機能に最もよく反応するかなど、顧客ライフサイクル全体にわたる疑問に答えることができます。

孤立したスプレッドシートや分断されたパイプラインを、共有・統制されたデータレイヤーに置き換えることで、組織はカスタマージャーニーをより明確に把握できるようになります。この共有された可視性によって予測の精度が高まり、あらゆる顧客対応機能において、より優れたパーソナライゼーションが可能になります。

データ統合のための一般的な手法とテクノロジー

ETL（抽出、変換、ロード）

ETLは、ソースシステムからデータを抽出し、ビジネス要件を満たすように変換してからターゲット環境にロードする、長年にわたるデータ統合アプローチです。これは、規制報告、財務アナリティクス、および高度にキュレートされた構造化データを必要とするその他のワークフローで広く使用されています。

ETLは、データがターゲットシステムに入る前に変換を行う必要がある場合に特に有用です。これにより、ダウンストリームのコンシューマは一貫性のある事前定義されたスキーマを受け取ることができます。ETL の概念と実装パターンの詳細な概要については、O'Reilly の技術ガイド『Understanding ETL』を参照してください。

ELT (抽出、ロード、変換): ロード後のデータ変換

ELT は、最初に生データをターゲットシステムに読み込み、そこで変換することで、順序を逆にします。クラウドベースのシステムはエラスティックコンピュートを提供するため、ELT はより効率的で、スケーラブルかつ柔軟になり得ます。また、生データも保持されるため、データチームは後で再抽出することなく、データセットを再確認したり、再利用したりできます。

組織は、規制の厳しいデータセットやキュレーションされたデータセットには ETL を、探索的アナリティクスや大規模なワークロードには ELT を使用することがよくあります。ETL と ELT の違いについて詳しく知る。

データ仮想化

データ仮想化により、ユーザーはデータを物理的に移動させることなく、異種システム間でデータをクエリーでき、分散した情報への迅速なアクセスが可能になります。次のような場合に役立ちます。

• 規制上の制約により、データはオンプレミスに保持する必要があります。
• チームは運用データへのリアルタイムアクセスを必要とします
• 大規模なデータセットの移動は、コストがかかりすぎます

仮想化は分散ソースへのアクセスを改善しますが、ローカル処理と最適化されたストレージ形式で最高のパフォーマンスを発揮する、コンピュート負荷の高いアナリティクスや大規模な ML トレーニングにはあまり適していません。

データ フェデレーション

データ フェデレーションを使用すると、ユーザーはクエリー時に複数のソースシステムにわたってクエリーを実行でき、各システムがリクエストの一部を処理します。データへのアクセスを抽象化または最適化する代わりに、フェデレーションはシステム間でクエリーを調整し、結果を単一のビューに結合します。

このアプローチは、規制上または運用上の制約によりデータをその場に残しておく必要がある場合や、チームが新しい取り込みパイプラインを構築せずにシステム間の知見を必要とする場合に役立ちます。パフォーマンスは基盤となるソースシステムに依存するため、フェデレーションは一般的に、複雑なアナリティクスやコンピュート負荷の高いワークロードにはあまり適していません。

データ レプリケーション

レプリケーションは、可用性と一貫性を確保するために、複数のシステム間でデータのコピーを同期します。サポート対象:

• ディザスタリカバリ
• 読み取りに最適化された分析システム
• 最新の情報に依存する分散アプリケーション

レプリケーションは、レイテンシー要件に応じて、継続的に行うことも、スケジュールすることもできます。

データオーケストレーション

個々の統合テクニックに加えて、データ オーケストレーションは、パイプラインが大規模環境でも確実に実行されるようにします。データ オーケストレーションは、データ統合ワークフローの実行、スケジューリング、モニタリングを調整し、取り込み、変換、読み込みの各ステップが正しい順序で実行され、依存関係が適切に処理され、障害から復旧するようにします。データ環境が複雑化するにつれて、複数のシステム、処理モード、チームにまたがるパイプラインを運用するために、オーケストレーションが不可欠になります。

効果的なオーケストレーションは、依存関係の管理、再試行、アラート、可観測性などの機能をサポートし、チームが統合ワークフローを大規模に運用するのを支援します。

Lakeflow Jobsは、レイクハウス全体でデータパイプラインをスケジュール、管理、監視するための統一された方法を提供することで、データ統合とETLワークフローのオーケストレーションをサポートします。

データの品質と信頼性

信頼性の高いアナリティクスと信頼できる下流システムのためには、高いデータ品質を確保することが不可欠です。統合データはレポート、ダッシュボード、機械学習モデルの基になることが多いため、データソースとパイプラインの進化に合わせて品質を測定、維持する必要があります。

データ品質メトリクス

組織は、統合されたデータがアナリティクスおよび運用での使用準備ができているかどうかを評価するために、いくつかの主要なメトリクスを使用します。

• 正確性: 値が、正しい顧客住所や有効な取引金額など、現実世界の真実を反映していること。
• 完全性: 必須フィールドに入力があり、重要なレコードの欠落がありません。
• 整合性: データは、システム、形式、期間にわたって、矛盾する値がなく整合性が保たれます。

品質保証プロセス

品質保証は、システムの進化に伴い、統合されたデータの正確性と信頼性を維持する上で重要な役割を果たします。これにはデータ検証とエラー処理が含まれ、変換されたデータが下流の環境にロードされる前に、期待される基準を確実に満たすようにします。

検証チェックにより、データパイプライン全体でスキーマ、フォーマット、ビジネスルールが維持されることが確認されます。Databricks Lakeflow Structured Data Pipelines (SDP)では、エクスペクテーションによって、チームはETLパイプラインをデータが通過する際にデータを検証する品質制約を適用できます。これにより、データ品質メトリクスに関するより深い知見を得られるようになり、無効なデータが検出された場合には更新を失敗させたり、レコードをドロップしたりすることが可能です。これらのエラー処理ワークフローは、不正なデータや不完全なデータがアナリティクスシステムや運用システムに入るのを防ぎ、下流のコンシューマが作業対象のデータを信頼できるようにします。

モニタリングおよびアラートシステムは、データ量、スキーマ構造、パイプラインの動作における予期しない変更を検出することで、これらの保護手段を拡張します。アラートにより、チームは異常に迅速に対応し、消費者に影響が及ぶ前に問題を解決できます。

これらのプロセスが一体となって統合パイプラインの安定性を維持し、組織全体で一貫性のある高品質なデータをサポートします。

ガバナンスとセキュリティ

データ品質は正確性と信頼性に重点を置きますが、ガバナンスとセキュリティは、統合されたデータが組織全体でどのように管理、保護され、責任を持って使用されるかを定義するものです。強力なデータガバナンスは、アクセス、使用、コンプライアンスが明確に定義され、徹底されることを保証することで、信頼を確立します。

ガバナンスフレームワークの実装

ガバナンス フレームワークは、データのライフサイクル全体を通じて、その収集、保存、アクセス、管理の方法を定義します。明確で強制力のあるフレームワークは、データ量が増加し、新しいシステムが追加されても、チームが一貫性を維持するのに役立ちます。

データポリシーの定義と適用

効果的なガバナンスは、チームやプラットフォームを横断してデータがどのように処理されるかを指針とする、明確に定義されたポリシーに依存します。一般的なポリシー領域は次のとおりです。

• 命名規則とスキーマ標準
• データ保持とアーカイブのプラクティス
• 機密データまたは規制対象データの取り扱い
• バージョン管理とライフサイクル管理

これらのポリシーが一貫して施行されることで、断片化が減少し、組織全体でデータが責任をもって管理されるようになります。

セキュリティとアクセス制御

セキュリティはデータガバナンスの基礎となる要素です。これにより、機密データを保護し、不正使用を防止して、組織のコンプライアンス要件達成を支援する、保護およびアクセス制御が確立されます。主なセキュリティ機能は次のとおりです。

• 認証と ID 管理
• ロールベースのアクセス制御
• 保存時および転送時の暗号化
• 権限分離
• 安全なデータ共有フレームワーク

これらのコントロールを組み合わせることで、組織は統合データを保護しつつ、アナリティクスや運用のために安全で統制されたアクセスを確保できます。

一般的なデータ統合の課題

統合パイプラインの規模が拡大し、複雑化するにつれて、組織はスケール、アーキテクチャ、所有権に関して、共通する一連の実践的な課題に直面します。以下の課題は、一般的な問題点と、それらに対処するために組織が用いるアプローチを示しています。

• 形式の不整合: スキーマとメタデータを標準化することで、不一致が解消されます。
• 大規模なデータ量: 分散コンピュートとオートスケールにより、効率的な処理が可能になります。
• 複雑なハイブリッドまたはマルチクラウド アーキテクチャ: フェデレーション、仮想化、統合ガバナンスにより、環境間のアクセスが簡素化されます。
• サイロ化された所有権: 明確な役割、共通の標準、一元化されたオーケストレーションにより、一貫性がもたらされ、断片化が軽減されます。
• 進化するソースシステム: 自動検証とスキーマ対応パイプラインにより、下流でのエラーを防ぎます。

最新の統合戦略により、これらの課題は管理可能になります。Databricks Lakeflow のような統合データエンジニアリングツールは、取り込み、変換、オーケストレーションを単一の環境にまとめることで、組織がデータ統合とETLを簡素化するのに役立ちます。

データ統合プラットフォームの選択

このような統合の課題に対処するには、増え続けるデータ量、複雑なアーキテクチャ、ガバナンス要件に対応し、確実に動作するプラットフォームが必要です。

スケーラビリティとパフォーマンス

データ統合プラットフォームを選択するには、その機能が現在の優先事項と将来の需要の両方にどの程度合致するかを理解する必要があります。重要な考慮事項は、データ量とワークロードの増加に合わせてプラットフォームがどの程度スケールできるかです。

重要な要素には、高スループットの取り込み、低レイテンシーの処理、効率的なスキーマ管理、バーストワークロード向けのエラスティックコンピュート、構造化データと非構造化データの両方のサポートが含まれます。クラウドネイティブプラットフォームは、ストレージとコンピュートを分離しているためスケーラビリティに優れており、需要の変動に応じたオートスケーリングを可能にします。

リアルタイム要件

ユースケースで即時の知見が必要な場合、プラットフォームはイベント駆動型インジェスト、低レイテンシ処理、ストリーミングからテーブルへのパイプライン、および障害からの自動復旧をサポートする必要があります。これらの機能により、パーソナライズされた推奨事項、財務モニタリング、運用アラートなどのリアルタイム アプリケーションが可能になります。

クラウドとオンプレミスの考慮事項

クラウド、オンプレミス、またはハイブリッドのデプロイモデルの選択は、コンプライアンスやデータ主権の要件、既存のインフラ投資、遅延の制約、チームのスキルセット、総所有コストなどの要因によって決まります。多くの組織はハイブリッドアプローチを選択し、機密データや規制対象データをオンプレミスに保持しながら、スケーラブルなアナリティクスのためにクラウドプラットフォームを利用します。

セキュリティ、ガバナンス、メタデータ機能

強力な統合プラットフォームは、集中型ガバナンスをサポートする必要があります。主な機能には、アクセス制御、メタデータ管理、データリネージの可視性、保存時および転送中の暗号化、機密性の高いフィールドに対するきめ細かな権限、コンプライアンスのための監査ログなどがあります。効果的なガバナンスは、データを保護するだけでなく、組織全体で利用されるデータセットの信頼性と透明性への信頼を高めます。

まとめ

データ統合は、現代のデータ戦略と AI 戦略の基盤です。組織全体のデータを統合することで、アナリティクス、機械学習、オペレーショナルインテリジェンスをサポートする一貫性のあるデータセットが作成されます。この統合されたビューにより、チームは信頼性が高くタイムリーな情報を得られるようになり、データドリブンな意思決定が可能になります。

統合の影響は、技術的な効率性にとどまりません。接続されたデータ環境は、コラボレーションを強化し、冗長性を削減し、サイロ化されたシステムでは見えにくかった知見を明らかにします。各部門が同じ信頼できるデータに基づいて作業することで、より高い確信とスピードをもって行動できるようになります。

組織は、既存のサイロを評価し、影響の大きい機会を特定し、いくつかの重要なソースを統合することによって、段階的に統合を開始できます。パイプラインが成熟し、システムがより複雑になるにつれて、生産性、イノベーション、長期的な競争優位性を推進するためには、強力な統合が不可欠になります。

スケーラブルな統合をサポートするアーキテクチャの原則についてさらに詳しく知るには、無料で自分のペースで進められる Databricks のトレーニング「レイクハウスアーキテクチャ入門」をご利用ください。

このアーキテクチャでデータ統合と ETL を実装するために、Databricks Lakeflow は統合されたデータ エンジニアリング ソリューションを提供します。

よくある質問

データ統合とは何ですか？

データ統合とは、さまざまなソースからのデータを統一ビューに結合し、分析、レポート作成、意思決定をサポートするプロセスです。これは、さまざまなシステムからデータを抽出し、一貫した形式に変換して、データウェアハウス、データレイク、レイクハウスといった一元化された環境にロードする処理のことです。

データ統合はなぜ組織にとって重要なのでしょうか？

データ統合により、組織はサイロ化を解消し、データ品質を向上させ、業務全体にわたる包括的なインサイトを獲得できます。これにより、より良い意思決定が可能になり、運用効率と機械学習が強化されます。データを信頼性の高い基盤に統合することで、データドリブンなプラクティスの拡大に伴い、組織の競争力維持にも貢献します。

データ統合の主な手法にはどのようなものがありますか？

一般的な統合手法には、ETL、ELT、データ仮想化（データを移動せずに統合ビューを作成）、データ レプリケーション（複製コピーによる可用性の確保）、複数のシステムにまたがるデータにクエリを実行するためのデータ フェデレーションなどがあります。

データ統合において、組織はどのような課題に直面しますか？

組織は、データ品質の問題、断片化された、またはレガシーなデータソース、複数システムからの情報の統合、大量のデータ量の処理、強力なセキュリティとガバナンスの維持に苦労することがよくあります。最新の統合ツール、自動化、明確に定義されたガバナンスの実践は、これらの課題に対処し、長期的な信頼性を向上させるのに役立ちます。