你对Hadoop和Spark生态圈了解有几许？

作者简介：Andrew C. Oliver是养猫达人，副业是软件顾问。他是Mammoth Data公司（前身是Open Software Integrators）总裁兼创始人，这家大数据咨询公司的总部设在北卡罗来纳州达勒姆。

令人惊讶的是，Hadoop在短短一年的时间里被重新定义。让我们看看这个火爆生态圈的所有主要部分，以及它们各自具有的意义。

对于Hadoop你需要了解的最重要的事情就是，它不再是原来的Hadoop。

这边厢，Cloudera有时换掉HDFS改用Kudu，同时宣布Spark是其圈子的核心（因而一概取代发现的MapReduce）；那边厢，Hortonworks加入了Spark阵营。在Cloudera和Hortonworks之间，“Hadoop”集群中唯一可以确信的项目就是YARN。但是Databricks（又叫Spark人）偏爱Mesos而不是YARN；顺便说一句，Spark不需要HDFS。

不过，分布式文件系统依然有用。对Cloudera的Impala来说，商业智能是一种理想的使用场合；而分布式列式存储系统Kudu针对商业智能进行了优化。Spark很适合处理许多任务，但有时候你需要像Impala这样的大规模并行处理（MPP）解决方案来达到目的，而Hive仍是一种有用的文件到表管理系统。即使你因为专注于Spark的内存中实时分析技术而没有使用Hadoop，到头来仍可能到处使用Hadoop的部分。

Hadoop绝对没有消亡，不过我确信，知名研究机构Gartner的下一篇文章会这么认为。但Hadoop绝不再是原来的Hadoop。

现在你需要知道这个新的Hadoop/Spark生态圈里面有什么？我在去年探讨过这个话题，但出现了许多新气象，这回我几乎从头开始来介绍。

1. Spark

Spark的运行速度正如其名；更重要的是，API用起来容易得多，所需的代码比之前的分布式计算模式来得少。IBM承诺会培训100万名新的Spark开发人员，为这个项目备好了庞大资金，Cloudera宣布Spark是我们知道与其一个平台（One Platform）计划配套的所有项目的核心，加上Hortonworks全力支持Spark，鉴于这种形势，我们可以肯定地说，业界已将“技术环球小姐”（Tech Miss Universe）这顶桂冠授予了Spark（但愿这回没有弄错）。

成本因素也在推动Spark迅猛崛起。过去在内存中分析数据成本高昂，但由了云计算和更高的计算弹性，无法装入到内存（至少在分布式计算集群上）中的工作负载的数量在日益减少。同样，我们谈论的不是你的所有数据，而是为了计算结果而需要的一小部分数据。

Spark仍然不尽如人意――如果在生产环境中使用它，我们确实看到了这一幕，但是缺点值得忍受。Spark其实速度快得多，而且完全有了改进。

具有讽刺意味的是，Spark方面动静最大的恰恰与流数据有关，而这是Spark的最大软肋。Cloudera宣布旨在让Spark流数据技术适用于80%的使用场合，就考虑到了这一缺陷。不过，你可能仍需要探究替代方案，以实现亚秒级或大容量的数据获取（而不是数据分析）。

Spark不仅避免了需要MapReduce和Tez，还可能避免了Pig之类的工具。此外，Spark的RDD/DataFrames API并不是进行抽取、转换和加载（ETL）及其他数据转换的糟糕方法。与此同时，Tableau及其他数据可视化厂商已宣布打算直接支持Spark。

2. Hive

Hive让你可以对文本文件或结构化文件执行SQL查询。那些文件通常驻留在HDFS上，这时你可以使用Hive，Hive可以将文件编入目录，并暴露文件，好像它们就是表。你常用的SQL工具可以通过JDBC或ODBC连接到Hive。

简而言之，Hive是一个乏味、缓慢但又有用的工具。默认情况下，它将SQL任务转换成MapReduce任务。你可以切换它，使用基于DAG的Tez，而Tez的速度快得多。还可以切换它，使用Spark，不过“alpha”这个词无法体现真正体验。

你需要知道Hive，因为许多Hadoop项目一开始“就让我们将数据转储到某个地方”，然后“顺便提一下，我们想在常用的SQL图表工具中看看数据。”Hive是最直观简单的办法。如果你想高效地查看数据，可能需要其他工具（比如Phoenix或Impala）。

3. Kerberos

我讨厌Kerberos，它也不是那么喜欢我。遗憾的是，它又是唯一为Hadoop全面实施的验证技术。你可以使用Ranger或Sentry等工具来减少麻烦，不过仍可能要通过Kerberos与活动目录进行集成。

4. Ranger/Sentry

如果你不使用Ranger或Sentry，那么大数据平台的每一个部分都将进行自己的验证和授权。不会有集中控制，每个部分都会以自己的独特方式看世界。

那么该选择哪一个：Ranger还是Sentry？这么说吧，眼下Ranger似乎有点领先，较为全面，不过它是Hortonworks的产物。Sentry则是Cloudera的产物。各自支持Hadoop堆栈中相应厂商支持的那一部分。如果你没打算获得Cloudera或Hortonworks的支持，那么我要说，Ranger是眼下更胜一筹的解决方案。然而，Cloudera走在Spark的前面，该公司还宣布了安全方面的重大计划，作为“一个平台”战略的一部分，这势必会让Sentry处于领先。（坦率地说，如果Apache运作正常，它会对这两家厂商施加压力，共同开发一款解决方案。）

5. HBase/Phoenix

HBase是一种完全可以接受的列式数据存储系统。它还内置到你常用的Hadoop发行版中，它得到Ambari的支持，与Hive可以顺畅地连接。如果你添加Phoenix，甚至可以使用常用的商业智能工具来查询HBase，好像它就是SQL数据库。如果你通过Kafka和Spark或Storm获取流数据，那么HBase就是合理的着陆点，以便该数据持久化，至少保持到你对它进行别的操作。

使用Cassandra之类的替代方案有充分理由。但如果你使用Hadoop，那就已经有了HBase――如果你向Hadoop厂商购买支持服务，已经有了支持HBase的功能――所以这是个良好的起点。毕竟，它是一种低延迟、持久化的数据存储系统，为原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）提供了相当给力的支持。如果Hive和Impala的SQL性能没有引起你的兴趣，你会发现HBase和Phoenix处理一些数据集比较快。

6. Impala

Teradata和Netezza使用MPP来处理跨分布式存储的SQL查询。Impala实际上是基于HDFS的一种MPP解决方案。

Impala和Hive之间的最大区别在于，你连接常用的商业智能工具时，“平常事务”会在几秒钟内运行，而不是几分钟内运行。Impala在许多应用场合可以取代Teradata和Netezza。对不同类型的查询或分析而言，其他结构可能必不可少（针对这种情况，可着眼于Kylin和Phoenix之类的技术）。但通常来说，Impala让你可以避开讨厌的专有MPP系统，使用单一平台来分析结构化数据和非结构化数据，甚至部署到云端。

这与使用正宗的Hive存在诸多重叠，但Impala和Hive的操作方式不一样，有着不同的最佳适用场合。Impala得到Cloudera的支持，但未得到Hortonworks的支持，Hortonworks改而支持Phoenix。虽然运行Impala不太复杂，但是你使用Phoenix可以实现同样的一些目标，Cloudera现正将注意力转向Phoenix。

7. HDFS（Hadoop分布式文件系统）

由于Spark大行其道，所谓的大数据项目不断迁移到云端，HDFS不如去年来得重要。但是它仍然是默认技术，也是概念上比较简单的实现分布式文件系统的技术之一。

8. Kafka

分布式消息系统（如Kafka提供的系统）会完全淘汰像ActiveMQ这样的客户机/服务器工具。即便Kafka没有用在大多数流数据项目上，至少也用在许多流数据项目。它也很简单。如果你使用其他消息传递工具，会觉得它有点原始简陋，但在大多数情况下，你无论如何也不需要MQ类解决方案提供的细粒度路由选项。

9. Storm/Apex

Spark处理流数据不是很擅长，但是Storm如何呢？它速度更快，延迟更低，而且耗用更少的内存――大规模获取流数据时，这点很重要。另一方面，Storm的管理工具较为逊色，API也不如Spark的API一样好。Apex更新更好，但还没有得到广泛部署。我仍会在默认情况下选择Spark处理不需要亚秒级的任何事务。

10. Ambari / Cloudera Manager

我见过有人不用Ambari或Cloudera Manager，试着监视和管理Hadoop集群。效果不好。这两种解决方案在比较短的时间里，让Hadoop环境的管理和监控功能取得了长足发展。不妨与NoSQL领域作个比较：NoSQL领域在这方面远远不如Hadoop一样先进，尽管用的是更简单的软件，组件数量少得多，你肯定很想知道那些NoSQL人员把大量资金究竟花在了哪里。

11. Pig

我想这恐怕是Pig最后一年上我的名单。Spark的速度快得多，可以用于许多同样的ETL场合，而Pig Latin（没错，他们就是这么称呼这门语言的）有点怪异，而且常常令人沮丧。正如你想象，在Spark上运行Pig需要费老大的劲。

从理论上来说，在Hive上执行SQL的人可以改用Pig，就像他们过去由SQL改用PL/SQL那样，但事实上，Pig不如PL/SQL来得简单。介于普通SQL和正宗Spark之间的技术可能还有生存余地，但我认为Pig不是这种技术。来自另一个方向的是Apache Nifi，这让你可以做一些同样的ETL，但是少用或不用代码。我们已经使用Kettle减少了编写的ETL代码数量，这相当棒。

12. YARN/ Mesos

YARN和Mesos让你能够跨集群执行任务队列和调度操作。每个人都在尝试各种方法：Spark到YARN、Spark到Mesos、Spark到YARN到Mesos，等等。但要知道，Spark的独立模式对于忙碌的多任务多用户集群来说不是很切实际。如果你不专门使用Spark，仍运行Hadoop批处理任务，那么眼下就选择YARN。

13. Nifi /Kettle

Nifi将不得不竭力避免仅仅是Oozie的改进版。诸多厂商声称Nifi是物联网的解决之道，不过那是营销声势而已。实际上，Nifi好比为Hadoop与Spring整合。你需要通过转换和队列来管道传输数据，然后按时间表将数据放在某个地方――或者基于触发器，处理来自诸多来源的数据。添加一个漂亮的图形用户界面（GUI），Nifi就成了。其魅力在于，有人为它编写了一大批的连接件。

如果今天你需要这个，但想要更成熟一点的技术，不妨使用Pentaho公司的Kettle（以及其他相关工具，比如Spoon）。这些工具在生产环境中颇有成效已有一段时间。我们用过它们。坦率地说，它们很不赖。

14. Knox

虽然Knox是很强大的边缘保护机制，但它的作用就是，为用Java编写的反向代理系统提供验证。它不是写得很好；举例说，它掩盖了错误。另外，尽管它使用了URL重写，但仅仅在后面添加一个新服务就需要完整的Java实现。

你需要知道Knox，因为如果有人想要边缘保护，这是提供这种保护的“钦定”方式。坦率地说，要是有小小的修改，或者面向HTTPD的mod_proxy的附件，它会更实用，并提供一系列更广泛的验证选项。

15. Scala/ Python

从技术上来说，你可以用Java 8处理Spark或Hadoop任务。但实际上，支持Java 8是事后添加的功能，那样销售人员可以告诉大公司它们仍可以利用原来的Java开发人员。事实上，Java 8是一门新语言，如果你使用得当的话――在在种情况下，我认为Java 8拙劣地模仿Scala。

尤其是对Spark而言，Java落后于Scala，可能甚至落后于Python。本人其实并不喜欢Python，但它得到了Spark及其他工具相当有力的支持。它还有成熟的代码库；就许多数据科学、机器学习和统计应用而言，它将是首选语言。Scala是Spark的第一选择，也越来越多是其他工具集的第一选择。对于“偏运算”的数据，你可能需要Python或R，因为它们的代码库很强大。

记住：如果你用Java 7编写任务，那太傻了。如果使用Java 8，那是由于有人对你老板撒了谎。

16. Zeppelin/ Databricks

大多数人在iPython Notebook中首次碰到的Notebook概念很流行。编写一些SQL或Spark代码以及描述代码的一些标记，添加一个图形，动态执行，然后保存起来，那样别人就能从你的结果获得一些东西。

最终，你的数据被记录并执行，图表很漂亮！

Databricks有良好的开端，自我上一次表示对它腻味以来，其解决方案已经成熟起来。另一方面，Zeppelin是开源的，没必要非得从Databricks购买云服务。你应该知道其中一款这样的工具。学会一款，学另一款不会太费劲。

值得关注的新技术

我还不会将这些技术应用到生产环境，但是一定要了解它们。

Kylin：一些查询需要更低的延迟，于是你一头有HBase；另一头，更庞大的分析查询可能不适合HBase――因此另一头使用Hive。此外，一再合并几个表来计算结果速度缓慢，所以“预合并”（prejoining）和“预计算”（ precalculating）这些数据处理成数据立方（Cube）对这类数据集来说是一大优势。这时候，Kylin有了用武之地。

Kylin是今年的后起之秀。我们已经看到有人将Kylin用于生产环境，不过我建议还是谨慎一点为好。因为Kylin并不适用于一切，其采用也不如Spark来得广泛，但是Kylin也受到同样热烈的追捧。眼下，你对它应该至少了解一点。

Atlas/Navigator：Atlas是Hortonworks新的数据治理工具。它甚至还谈不上完全成熟，不过正取得进展。我预计它可能会超过Cloudera的Navigator，但如果历史重演的话，它会有一个不太花哨的GUI。如果你需要知道某个表的世系，或者没必要逐列（tagging）地映射安全，那么Atlas或Navigator可能正是你需要的工具。如今治理是个热门话题。你应该知道这其中一项新技术的功能。

我宁愿遗忘的技术

下面是我会很高兴地扔到窗外的技术。我之所以这么任性，是因为已出现了更出色地执行同一功能的新技术。

Oozie：在去年的All Things Open大会上，来自Cloudera的Ricky Saltzer为Oozie辩护，说它适用于原本旨在处理的任务――也就是把几个MapReduce任务串连起来；人们对于Oozie颇为不满是要求过高。我仍要说，Oozie一无是处。

不妨举例说明：隐藏错误，功能不是失灵就是与文档描述的不一样、XML错误方面的说明文档完全不正确、支离破碎的验证器，不一而足。Oozie完全自吹自擂。它写得很差劲；要是哪里出了问题，连基本的任务都会变成需要一周才搞得定。由于Nifi及其他工具取而代之，我没指望会大量使用Oozie。

MapReduce：Hadoop的这个处理核心在渐行渐远。DAG算法可以更有效地利用资源。Spark使用更好的API在内存中处理数据。由于内存变得越来越便宜，向云计算迁移的步伐加快，支持继续使用MapReduce的成本原因渐渐站不住脚。

Tez：从某种程度上说，Tez是条没人走的路――或者说是分布式计算这棵进化树上早已过时的分支。与Spark一样，它也是一种DAG算法，不过有个开发人员称之为是汇编语言。

与MapReduce一样，使用Tez的成本原因（磁盘与内存）渐渐站不住脚。继续使用它的主要原因是：面向一些流行Hadoop工具的Spark绑定不太成熟，或者根本就没有准备好。然而，由于Hortonworks加入了向Spark靠拢的阵营，Tez到年底之前似乎不太可能有一席之地。要是你现在不知道Tez，也不用心烦。

现在是大好时机

Hadoop/Spark领域在不断变化。尽管存在一些碎片化现象，不过随着围绕Spark的生态圈日益稳固，核心会变得稳定得多。

下一大增长点将来自治理和技术的应用，以及让云计算化（cloudification）和容器化更容易管理、更简单的工具。这类进步给错过第一波热潮的厂商带来了大好机会。

如果你还没有采用大数据技术，眼下正是趁机进入的大好时机。发展太快了，啥时行动永远不会太晚。同时，主攻遗留MPP立方数据分析平台的厂商应该作好被颠覆的准备。

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