DataHub: 现代数据栈的元数据平台的入门体验及填坑记录

2023-09-23 13:17:09

数据治理平台系统文章：
DataHub: 现代数据栈的元数据平台系列之一

什么是datahub

DataHub是为现代数据栈【Modern Data Stack】构建的第三代元数据平台，支持数据发现、协作、治理和端到端可观察性。DataHub采用模型优先的理念，专注于解锁不同工具和系统之间的互操作性。

DataHub架构图

通过Datahub的架构图可以清晰的了解Datahub的架构组成。
主要分为三部分：

  • Datahub frontend作为前端的页面展示，基于React框架研发
  • Datahub serving来提供后端的存储服务。后端开发语言为Python，存储基于MySQL、ES、Neo4J
  • Datahub ingestion则用于抽取元数据信息。提供了如下2种方式，这对于元数据的获取非常的灵活。
    • 基于API元数据主动拉取方式，
    • 基于Kafka的实时元数据获取方式。
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DataHub组成部分

Metadata Store

  • 负责存储构成元数据图的 Entities 和 Aspects
    • Entities: 实体是元数据图中的主节点，由类型、唯一标识符和元数据属性组【即Aspect】 构成
    • Aspects：一个Aspect是描述实体的特定方面的属性集合
      • 它们是DataHub中写操作的最小原子单位，与同一实体相关联的多个Aspect可以独立更新。
      • Aspect可以在实体之间共享，如Ownership【表示实体Entity所属的用户和组】
  • 这包括提供用于摄取元数据、按主键获取元数据、搜索实体和获取实体间关系的API
  • 它由以下2个部分组成：
    • a Spring Java Service 负责提供Rest.li API
    • MySQL, Elasticsearch, & Kafka 负责存储和索引

Metadata Models

  • 元数据模型是定义构成元数据图的实体和方面的形状的schemas，以及它们之间的关系。
  • schema使用PDL定义的，PDL是一种建模语言，在序列化为JSON时，其形式与Protobuf非常相似。PDL的使用参见pdl_schema
    • 实体代表一个特定的元数据资产类，比如数据集、仪表盘、数据管道等等
    • 实体的每个实例都由一个称为urn的唯一标识符标识
    • Aspects表示附加到实体实例的相关数据描述，如针对实体实例的descriptions, tags

Ingestion Framework

Ingestion框架是一个模块化的、可扩展的Python库，用于从外部源系统（如kafka、mysql）提取元数据，将其转换为DataHub的元数据模型，并通过Kafka或直接使用元数据存储Rest API将其写入DataHub。

元数据Ingestion Plugin支持的列表详见metadata-ingestion plugin，针对mysql、hive、kafka、postgre等，还可以通过sqlalchemy支持所有jdbc源

使用示例：datahub ingest -c mysql_to_datahub_rest.yml

GraphQL API

GraphQL API提供了一个强类型的、面向实体的API，它使得与构成元数据图的实体的交互变得简单，包括添加和删除标签、所有者、链接和更多的元数据实体!
如何使用参见GraphQL API getting-started

User Interface

DataHub提供了一个React UI，包括一组不断发展的特性，使发现、管理和调试你的数据资产变得简单和愉快。
提供的功能包括如下：

  • End-to-end Search and Discovery
  • 通过跨平台、数据集、管道、图表和仪表板跟踪数据血缘，轻松理解数据的端到端旅程
  • 当您浏览数据血缘图时，快速获取有关实体的上下文
  • DataHub提供数据集概要分析和使用统计信息，让你对数据集的准确性和相关性获得信心
  • 健壮的文档和标记
    • 通过API和/或DataHub UI获取和维护数据实体相关的知识（文档等等）
    • 通过API和/或DataHub UI创建和定义新Tag
    • Browse and search specific tags to fast-track discovery across entities
  • 数据治理能力
    • 快速为用户和/或用户组分配资产所有权
    • 使用策略管理细粒度访问控制
  • Metadata quality & usage analytics
  • DataHub is a Platform for Developer
    • DataHub是一个API和流优先的平台，允许开发人员实现一个为他们特定的数据栈量身定制的实例。
    • 不断增长的灵活集成模型集允许推送和拉入元数据
    • 快速启动和运行的无代码元数据模型扩展。
  • 支持众多数据来源（Dataset Sources）
  • Identity Management
  • 支持BI Tools、ETL / EL、Workflow Orchestration、Data Observability、ML Platform

快速安装部署

准备安装环境

需要提前安装 docker，jq，docker-compose。同时保证系统的python版本为 Python 3.6+。

针对系统的要求至少满足： 2 CPUs, 8GB RAM, 2GB Swap area, and 10GB disk space.

安装与启动datahub

安装

pip install --upgrade pip wheel setuptools
pip uninstall datahub acryl-datahub || true
pip install --upgrade acryl-datahub

datahub version

如果能正常显示datahub的版本信息，则说明安装成功！
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启动

因为要下载docker image，所以会经过漫长的下载过程，需要耐心等待。本人安装时，主要碰到如下错误：

  • 碰到端口冲突导致的某一个服务不能启动，则需要将占用端口的程序停止，然后重新执行命令
  • 因为网络的问题导致的错误，直接重新执行命令
datahub docker quickstart
  • 查看docker启动情况: docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Names}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}"
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  • WEB访问： http://ip:9002/， 用户名 / 密码：datahub / datahub
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摄取元数据到Datahub

元数据摄取使用的是插件架构，你仅需要安装所需的插件。

安装摄取元数据插件

摄取MySQL源的元数据，需要安装如下插件：
pip install 'acryl-datahub[mysql]'

检查安装情况：datahub check plugins 可以看到mysql 后面的 (disabled) 没有了，
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配置摄取的recipe

recipe一个配置文件，它告诉摄取脚本从哪里提取数据(源)和把数据放在哪里(接收)，示例如下：
`vim mysql_to_datahub_rest.yml``

source:
    type: mysql
    config:
        host_port: '172.25.21.123:3306'
        username: videoweb
        password: suntek
        database: md_data_dictionary
        include_views: false
        profiling:
            enabled: false
transformers:
    -
        type: simple_add_dataset_tags
        config:
            tag_urns:
                - 'urn:li:tag:172.25.21.123'
sink:
    type: datahub-rest
    config:
        server: 'http://172.25.21.22:8080'

运行元数据摄取

datahub ingest -c mysql_to_datahub_rest.yml

运行后，会打元数据摄取报告，如下：

Source (mysql) report:
{'entities_profiled': 0,
 'failures': {},
 'filtered': [],
 'query_combiner': None,
 'soft_deleted_stale_entities': [],
 'tables_scanned': 1836,
 'views_scanned': 0,
 'warnings': {},
 'workunit_ids': ['zyt_test.person',
 				  ......
                  'zyt_test.user'],
 'workunits_produced': 1836}
Sink (datahub-rest) report:
{'downstream_end_time': datetime.datetime(2022, 1, 28, 11, 14, 49, 4127),
 'downstream_start_time': datetime.datetime(2022, 1, 28, 11, 14, 17, 910894),
 'downstream_total_latency_in_seconds': 31.093233,
 'failures': [],
 'records_written': 1836,
 'warnings': []}

Pipeline finished successfully

导入样例数据

摄取样例元数据，请从终端运行以下CLI命令：datahub docker ingest-sample-data

运行结果如下：

Source (file) report:
{'failures': {},
 'warnings': {},
 'workunit_ids': ['file:///tmp/tmpnpyfcgho.json:0',
                  'file:///tmp/tmpnpyfcgho.json:1',
                  'file:///tmp/tmpnpyfcgho.json:2',
				  ......
                  'file:///tmp/tmpnpyfcgho.json:83',
                  'file:///tmp/tmpnpyfcgho.json:84',
                  'file:///tmp/tmpnpyfcgho.json:85'],
 'workunits_produced': 86}
Sink (datahub-rest) report:
{'downstream_end_time': datetime.datetime(2022, 1, 28, 12, 55, 37, 412504),
 'downstream_start_time': datetime.datetime(2022, 1, 28, 12, 55, 36, 319103),
 'downstream_total_latency_in_seconds': 1.093401,
 'failures': [],
 'records_written': 86,
 'warnings': []}

Pipeline finished successfully

查看元数据

在摄取元数据后，刷新datahub页面，能正常的查看元数据信息：
根据Tag查看元数据
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填坑记录

port冲突导致一些服务不能启动

datahub采用docker-compose、docker安装时，默认会占用如下端口，如果被占用，会导致相应的服务不能启动，导致安装失败

  • datahub-frontend-react 9002
  • datahub-gms 8080
  • schema-registry 8081
  • mysql 3306
  • kafka broker 9092
  • zookeeper 2181
  • elasticsearch 9200

通过如下命令，查看docker使用port的情况
docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Names}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}"
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安装acryl-datahub[mysql]时报错

在使用pip安装acryl-datahub[mysql] ingestion插件时，最后报：Cannot uninstall ‘ruamel-yaml’. It is a distutils installed project
安装命令如下：
pip install 'acryl-datahub[mysql]'

解决方案参见： fail-to-install-great-expectation-error-cannot-uninstall-ruamel-yaml
将安装命令调整为：pip install 'acryl-datahub[mysql]' --ignore-installed ruamel.yaml

执行datahub docker ingest-sample-data报错

解决步骤如下：

  • 找到python模块的安装位置：
    pip show acryl_datahub , 如/opt/anaconda3/lib/python3.7/site-packages
  • cd /opt/anaconda3/lib/python3.7/site-packages
  • vi datahub/cli/docker.py
  • 将issues = check_local_docker_containers() 修改为 issues = False ，即跳过docker container检查
def ingest_sample_data(path: Optional[str]) -> None:
    """Ingest sample data into a running DataHub instance."""

    if path is None:
        click.echo("Downloading sample data...")
        with tempfile.NamedTemporaryFile(suffix=".json", delete=False) as tmp_file:
            path = str(pathlib.Path(tmp_file.name))

            # Download the bootstrap MCE file from GitHub.
            mce_json_download_response = requests.get(GITHUB_BOOTSTRAP_MCES_URL)
            mce_json_download_response.raise_for_status()
            tmp_file.write(mce_json_download_response.content)
        click.echo(f"Downloaded to {path}")

    # Verify that docker is up.
    issues = check_local_docker_containers()

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