Cómo Gestionar Big Data Mediante DB2

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Hoyendaconelincrementodelainformacinyladiversidaddeformatosenlaqueestnrepresentadosseconvierteenunretoelanlisisdelainformacincongrandesvolmenesdeinformacindesdeunsolomanejadordebasededatos.ConlascaractersticasdeDB2ver10.1laexplotacinyanlisisdelainformacinselogradeunamanerafcil.

SedesempeacomoDatabaseMigrationSpecialistparaInformationManagementenIBMparaMxicoyLatinoamricayhatrabajado17aoscondistintasTecnologasdelaInformacincomoAnalista,Diseador,DesarrolladoreImplementadordeSistemas.CuentaconcertificacionesenIBMDB2paraLUWdelaversin9.710.1,IBMITSpecialist,OPENGroupMasterITSpecialistyOCPenOracle.

30092013

BigDataLosdatossonunadelaspartesmsimportantesdelasempresasyelfactorprincipalenunabase.Comoelaceite,ensuformapuratienepocovalor,perounavezprocesadoyrefinadoayudaaalimentaralmundo.BigDatahallegadoalosdistintostiposdeorganizacionesparaelprocesamientoyanlisisdelainformacin.Podemoscitaralgunosejemplos:

Empresasdesaluddondesepuedenprocesarmsdedosmillonesdepacientesalao.

IncrementodeanlisisdeinformacinenlosmediossocialestalescomoFacebook,Twitterysitioswebparatratardeentenderlasnecesidadesdelcliente,qulosmotiva,qudesean,entreotras.

Lasempresasestninundadasdedatosrelacionadosaloshbitosdecompradelosclientesyalaeficaciadecadenadesuministro.Sinembargo,muchosdirectoresluchanpordarlesentidoalosnmeros.

DB2estconstruidoparamanejargrandesvolmenesdedatos.HapermitidoaHadoopelprocesamientodistribuidomedianteelusodeMPPporaos(DB2PE,DPF,EEE,ICE,BCU,SmartAnalyticsSystem,PureData).DB2tambinpermitealtacompresinadministrandomayoresvolmenesdedatosaunmenorcosto.

Tambinsehanimplementadonumerosascaractersticasparaalmacenaryconsultarmsdatosdeunaformamsrpida.PorejemplolautileraIngestpermiteleerdatosdesdearchivosdeunamaneramsrpidasinafectarladisponibilidaddelainformacinyconlaopcindehacertransformacionesdelosdatos.

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CmogestionarBigDatamedianteDB2ManejodedatosSQLyNoSQL

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DB2estaconstruidoparamanejarlavariedaddedatostalescomo:

BigData,unmundollenodedatosnoestructuradosporejemplodocumentosdetextos,imgenes,XML,audio,entreotros.

HaadministradodatosXMLporaos(XMLExtenderinv7,pureXMLinDB29.1).

PermiteunprocesamientomasrpidodedatosXML:MejoraelprocesamientodelafuncinXMLTableyXQueryparalasconsultas

CreacindendicesdetipoDECIMAL,INTEGER,FN:UPPERCASE,FN:EXISTS

VelocidadenlatransferenciadedatosXMLentreaplicacionesyDB2conXMLBinario(XDBX)

TextSearchmejoradoparasoportarbsquedasdifusas,bsquedasdeproximidad,ejecutarbsquedasdetextosenunservidorindependientealservidorDB2.

CapacidadparalasaplicacionesdealmacenaryconsultardatosRDFyNoSQLenDB2.

Estalistoparacualquiernube.Porejemplo:Amazonwebservices,GoGrid,Eucalyptus,RightScale,Cloud.comyRackspacehosting.

CaractersticasdeBigDataAnalizacolectivamentelaampliavariedaddedatos.80%deellosenelmundosonnoestructurados.

Costoeficientealprocesargrandesvolmenesdeinformacin.

Establecelaveracidaddelasfuentesdeinformacinengrandesvolmenes.Unadecadatresempresasnoconfanenlainformacinqueutilizanparatomardecisiones.

Imaginelasposibilidadesdeanalizartodoslosdatosdisponiblescomoporejemplo:

Anlisisdelabajalatenciaenlared.

Detencindeamenazasprecisayoportuna.

Predeciryactuarsobrelaintencindecompra.

Detencinderiesgosyfraudes.

Entenderyactuarsobrelaconfianzadelcliente.

Optimizacindelflujodetraficoentiemporeal.

BigDataesuntemacalienteporquelatecnologapermitehacerposibleelanlisisdetodoslosdatosdisponiblesancuandovienendediferentesfuentescondistintosformatos.

Figura1.Fuentesdeinformacin

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IntegracinconBigData(Hadoop)FrameworkApacheHadoopesunframeworkdesoftwarequepermitealasaplicacionestrabajarconmilesdenodosypetabytesdedatos.HadoopestinspiradoentecnologasGoogle(MapReduceyGFS).InicialmenteconstruidoparahacerfrentealosproblemasdeescalabilidaddeNutch,unawebdecdigoabiertodelatecnologadebsqueda.OtradelascaractersticasimportantesdeHadoopesquepermitealasaplicacionestrabajarconmilesdenodosypetabytesdedatosenparalelo,demanerarentable.

CPU+cajadediscos=Hadoopnodo.

Lascajaspuedensercombinadasengrupos.

Sepuedenagregarnodossegnseanecesariosinhacerningncambio:Formatodedatos

Comolosdatossoncargados

ComolosJobssonescritos

EcosistemaHadoopLossiguienteselementosformanpartedelecosistemaHadoop:

Hadoop=HDFS+Map/Reduce

HDFS=HadoopDistributionFileSystem

MapReduce=Esprocesargrandesconjuntosdedatosmedianteladistribucindetrabajoatravsdegrannumerodenodos.

PIG=esunlenguajedealtonivelquegeneraprogramasMapReduce.

Hive=utilizaunlenguajesimilaraSQLparaaccederadatos.

Oozie=esunprogramadordeflujodetrabajoparaHadoop.

ZooKeeper=esunaconfiguracincentralizadadeserviciosyelnombramientoderegistroparalosgrandessistemasdistribuidos.

HBase=Norelacionales,sonbasesdedatosdistribuidasqueseejecutanenlapartesuperiordeHDFS.

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Enlasiguientefigurapodemosobservarcomoelarchivosedivideenlosdiferentesnodosyseescribeenbloquesdiferentesadiferentesmaquinas.Llamadotambinparalelismo.

Figura2.EscribiendoaunHDFS

Enlasiguientefigurasepodrobservarcomoseobtienelainformacindeunaformarpida.

Figura3.Procesamientodedatos(Reduccin)

MoviendodatosentreHadoopyDB2ConlaversinDB210sepuedenrealizarlassiguientesoperacionesconlosdatos:

AlmacenarlosresultadosdelanlisisdeHadoop

JalardatosdesdeHDFSaDB2MedianteDB2SQLAPIexendidoparaBigData

HdfsRead()paraleerlosarchivosdedatosdesdeHDFS

JaqlSubmit()parainvocarJaqlJobs

EmpujardatosHDFSaDB2UtilizandoJaqljobparaleerdesdeHDFSyJDBCparaescribiraDB2

Escribirprimeroatablastemporalesycopiaralatabladestino

AnalizardatosDB2conHadoopjuntoconotrasfuentesdedatosUtilizarJaqljobparaleerdatosDB2utilizandoJDBC

LosJobspuedenutilizarmltiplesconexionesJDBCparaparalelizarlalectura

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UtilicemltiplestareasparaescribirenHDFS

RDMSyHadoopSoncomplementariosynocompiten.Aqusemuestranlasdiferenciasentrecadaunodeellos.

TablaDiferenciasentreRDMSyHadoop

Tabla1.DatosestructuradosconesquemasconocidosRDMS Hadoop

Datosestructuradosconesquemasconocidos

Noestructuradosyestructurados

Registros,camposlargos,objetos,XML Archivos

Sepermitenactualizaciones SolosepermiteInsertaryEliminar

SQLyXQuery Hive,PigyJaql

Respuestarpida,accesoaleatorio Procesamientoporlotes

Laperdidadedatosnoesaceptable Laperdidadedatospuedeocurriraveces

SeguridadyAuditoria Anno

Encriptacin Anno

Sofisticadacompresindedatos Compresinsimpledearchivos

Msde30aosdeinnovacin Dosotresaosdeedadtecnolgica

Accesoaleatorio(Indexacin) Soloaccesoaarchivos(streaming)

ComunidadgrandedeDBAyaplicaciones Pequeonmerodeempresasloutilizanenproduccin

Figura4.UntpicoclusterHadoop

AnlisisconBigDataBigDatayanlisisdenegociosrepresentanelnuevocampodebatalladeTI.Lacantidadylostiposdedatosquesoncapturadosparaelanlisisdenegociosescadavezmayor.Unejemploclsicodeestesperconjuntodedatosesweblogs,elcualcontienedatosnoestructuradososinestructura.

Estasinfraestructurasabarcanhardwareysoftware,talescomonuevossistemasdearchivos,lenguajesdeconsultayelectrodomsticos.

UnbuenejemploesHadoop:EsunFrameworkbasadoenJavaquesoportaaplicacionesdistribuidas

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conusoinmensodedatos.Permitealasaplicacionestrabajarconmilesdenodosypetabytesdedatos.Seutilizaunsistemadearchivosdistribuidoqueestdiseadoparaseraltamentetoleranteafallos.

Porejemplo,unaempresaquerecopiladatossobresusclientesdediversasfuentes,talescomoregistroshistricosdenavegacinenunsitioweb,datossobrecomprasanteriores,ylosdatosdelasencuestasenarchivosplanos.Laempresadeseautilizarestosdatosparaponerenmarchaunacampaadepublicidadqueserdeintersparasusclientes.Losretosdeestaempresasondeterminarlosdatosquenecesitaparasucampaadepublicidad,reunirlosdatosdelasdiferentesfuentes,eintegraresosdatosenregistrossignificativosqueproporcionaraninformacintilparafuturasconsultasanalticas.TodoloanterioresposiblemedianteelusodeHadoopdentrodeDB2.AtravsdeHadoopsetienelaposibilidaddeobtenerdinmicamentelainformacinyluegointegrarlosperfectamentemedianteelusodesentenciasSQL.

Figura5.AnlisisconHadoop

FuncindeTablaJavaGenericDB2tambinproporcionalacapacidaddedefinirunafuncindetablaquepuedereaccionaradiferentesconjuntosderesultadosdediversasinfraestructurassinnecesidaddeunanuevadefinicindelafuncin.UstedslotienequeutilizarlasinstruccionesSQLparahacerreferenciaalafuncindetablagenricayluegodefinirlaformadelatabladesalida,incluyendolosnombresdecolumnasytiposdedatos.

SololosparmetrosdeentradaseespecificanenlafuncinDDLCREATE.Estacaractersticaproporcionaunamayorflexibilidadyproductividad.Losdesarrolladorespuedenutilizarlamismafuncinparagenerarlasalidayadaptarseadiferentesescenariosdenegocio.Adems,estasfuncionesproporcionanunpuntodeintegracinflexibleensentenciasSQLyentrelasaplicacionesDB2yotros.

UnusuariodefinelaFuncindetablaescritaenellenguajedeprogramacinJava.LaimplementacinesproporcionadaporunaaplicacinfueradeDB2.

UnaFuncindetablaregresaunconjuntoregistrosofilas.

PorquesGeneric?Porqueescompatiblecondiversosformatosdesalida,loscualessedeclaranentiempodeejecucin.

SalidadeFuncindeTablaSeaccedanatravsdesentenciasSQL.

RegresadiferentesresultadosconsolomodificarlasentenciaSQL.

Figura6.AnlisisdedatosconfuncindeTablaJavaGeneric

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1. PasosparacrearunafuncindeTablaJavaGeneric:a. CrearunprogramaJavaquetomeelarchivoCSVylomanejecomounInput,leerelarchivoy

regresarlosregistrosdedatosaDB2.i. ParaprogramarlarutinaenJavaasegresedeutilizarlasinterfacesoclasesjavasdiseadas

paramanejarstoreproceduresyUDFs.ii. LaclaseUDFCOM.ibm.db2.appsoportaUDFsexternalJavaGenerictable.

b. CompilarlarutinaexternadeJava.c. Copiarelarchivojavaclassenlaruta$INSTALLDIR/sqllib/functiondentrodesusistemadebasede

datos.TodoslosarchivosjavaclassoJARsnecesitanresidireneldirectoriosqllib/functionoenelCLASSPATHdeladministradordelabasededatos.

d. RegistrarlafuncinJavaenDB2e. UnavezregistradaustedpuedeutilizarlanuevafuncinJavaparatrabajarconsusdatos.

LasFuncionesdetablasonineficientesycomplejasdeutilizarenaquelloscasosdondelosescenariosdelnegociocambianodondesetienenvariasentradascondiferentesesquemas.ComolasUDFutilizanlanuevacaractersticadeDB2GenericTable,esopuedeserutilizadoparaintegrardatosdediferentesfuentesymejorarlainteraccinentreaplicaciones.EnelcasodeHadoopsepuedencrearresultadosestandarizadosbasadosendiferentesestructurasdedatossintenerquecambiarladefinicindelafuncin.

RDFGraphStoreRecordemosquepureXMLestambinunabasededatosNoSQLdentrodeDB2yquesoportaelXQueryoriginalmentedesarrolladoparaRationalJazzdondeseestabanexperimentandoproblemasdedesempeoconlasprincipalestiendasdecdigoabiertoRDF.

UnadelastendenciasemergentessellamalatiendadegrficoRDF,quesignificaResourceDescriptionFrameworkyesunafamiliadeespecificacionesW3,quesepuedeutilizarcomounmarcodeintercambiodedatosestndarparaelmodeladodeinformacin.EnIBM,nosdamoscuentadequelascapacidadesdeNoSQLcondatosnoestructuradosXMLyRDFtriplesgrficosesunatendenciacadavezmayoryserequiereenaplicacionesdeprximageneracin,porlotantopermitequelasaplicacionesDB2almacenenyconsultendatosXMLyRDF.

Figura7.Diferenciasentrelasestructurasdedatos

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RDFesunanuevaimplementacindeinsertarymanipulardatosenunformatodeNoSQL.Crearelacionesentrelosdatosenformadegrficotriplesocudruples.Porejemplo,tienesunapersonallamadaHaroldAnguiano,esdueodeuncocheyeltipodesuauto.Notienequeestarenunaestructurarelacional.RDFempleaidentificadoresuniformesderecursos(URI)paracrearunarelacinentrelosdatoscomounatriple,porejemplo,enformadeexpresionesSujetoPredicadoObjeto.Puedevincular,exponerycompartirdatosestructuradosysemiestructuradosatravsdediferentesaplicacionesmedianteelusodeestemodelosimple.

Figura8.ManeraoptimizadaparaalmacenartriplesgrficosenDB2

Cadatripledescribelarelacinentredoscosas.Ejemplo.(HaroldAnguiano,tieneun,Automvil).UnconjuntodetriplesdefineunGraph.Lasrelacionessonpartedelosdatos,nopartedelaestructuradelabasededatos.

CasosdeusoRDFGraphStoreSonprincipalmentetresloscasosdeusoparaRDF,principalmenteporqueRDFpermiteconsultascomplejasatravsdedatosconesquemasvariables.

Laintegracindedatos.Cadafuentededatostienesupropiomodelodedatoyelesquemadecadamodeloevolucionademaneradiferentecondiferentes/igualesentidadesypropiedades.

Accesoadatosnoestructurados.Losmetadatosgeneradosporlosextractoresparavideos,textoseimgenestienendiferentesentidadesyrelaciones.

Desarrolladoencolaboracinconrepositoriosdelconocimiento.

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Porejemplo,Wikipedia/DBpedia,Freebasetienenentidadesypropiedadesqueevolucionanamedidaquelosusuariosagreganentidadesdentrodelsistema.

Tabla2.EjemplosdeRDFSujeto Predicado Objeto

IBM esuna compaa

IBM vende DB2

IBM tiene BusinessPartners

IBM tiene BusinessPartners

Dafros esBPde IBM

XML esnativoen DB2

Dafros esuna compaa

... ... ...

Figura9.RepresentacingrficadeunRDF

EnDB210,sehaagregadoelsoportedelladodelclienteparaellenguajeSPARQLparapermitirquelasaplicacionesseanescritasenesteidiomaparaelapoyoRDF.LasaplicacionesRDFutilizanellenguajedeconsultaSPARQLpararecuperardatosenbasesdedatosDB2.

EsteapoyoledalacapacidaddesermsflexibleenelusodelascapacidadesdeRDFydisfrutardelosbeneficiosdesuformatonoestructuradoaltiempodeaprovecharlasfortalezasfundamentalescomoseguridad,manejabilidad,resistenciaydisponibilidaddeDB2.

LasaplicacionespuedenalmacenaryconsultardatosRDFenDB2EnterpriseServerEditionparaLinux,UNIXyWindows.UnatiendaRDFenDB2esunconjuntodetablasdeusuariodentrodeunesquemadebasededatosquealmacenaunconjuntodedatosRDF.Unnombredetiendanicoestasociadoconcadaconjuntodeestastablas.CadatiendaRDFtieneunatablaquecontienelosmetadatosdelatienda.Estatablatieneelmismonombrequelatienda.

SPARQL1.0LenguajedeconsultaparaRDFQusignificaSPARQL,ProtocoloSPARQLyLenguajedeConsultaRDF?DB210.1tambinsoportael

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IBMPureSystemsLanuevafamiliadesistemasexpertosintegradosdeIBMestaqu.

Lacarrerahacomenzado!ObtengaWASpara

lenguajeSPA,RQLelcualesutilizadopararealizarconsultasatravsdediferentesfuentesdedatos,sealmacenandemaneranativaenRDFyobtenerlassiguientesventajas:

Altodesempeo.LograrhastacuatrovecesmsrapidezquelasemnticautilizadaenelmarcodecdigoabiertoparaWebFramework

Bajoscostos.Rpidodesarrollodeaplicaciones.

Fciladaptacinconformeevolucionanlasnecesidades.

Simplificacinenlaadministracindedatosparatriples.

Ejemplo:MostrartodaslascompaasquevendanDB2.

SELECT?comp,?producto

WHERE{?comp[esuna][Compaa]

?comp[vende]?producto

}

Resultados:

?compIBM

?compDafros

?productoDB2

ConclusinActualmente,elnuevoconceptoenmanejodegrandesvolmenesdeinformacinagranescalasellamaBigData.IBMDB210.1muestraque,atravsdelusodesuscapacidades,sepuedenmanipulargrandesvolmenesdeinformacinnosolocondatosestructuradossinotambincondatosnoestructuradoscomoporejemploPureXML,RDFyaplicacionesdesarrolladasenHTML.AqusemuestranlascapacidadesquesepuedenaprovecharparamanipularlainformacindeunaformarpidayflexibleconsentenciasSQLyNOSQL.DB2tambinescapazdeinteractuarcondiferentesfuentesdeinformacinentrelosmsfamososGoogle,FacebookyHadoop,entreotros.

ReferenciasTutorialdeHadoop

CreacinymantenimientodeunaRDFStore

BuscardatosRDFutilizandoSPARQL

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desarrolladoressincosto.

Descargagratuita:RationalTeamConcertforPowerSystemsSoftwareStandardEdition