データパイプライン

Data Pipeline

データパイプラインとは

データパイプライン(Data Pipeline)とは、データの収集、処理、変換、格納、配信までの一連の流れを自動化する仕組みです。データソースから最終的な利用先まで、データが段階的に処理される経路を設計・管理します。

表:データパイプラインの要点まとめ
ひとことで言うとデータの収集から加工・格納・配信までを自動でつなげた流れ作業の仕組み。
どこで使う日次のダッシュボード更新、機械学習の学習データ生成、レポートの自動配信。
注意点途中で失敗したときの検知と再実行の仕組みを最初に作っておく。

データパイプラインの構成要素

典型的なデータパイプラインは、データ取り込み(Ingestion)、データ処理(Processing)、データ格納(Storage)、データ配信(Delivery)の4つの段階で構成されます。各段階は疎結合に設計され、個別にスケーリングや修正が可能です。

図:データパイプラインの構成
1収集API・DB・ファイル
▶
2検証件数や形式をチェック
▶
3加工集計・結合・クレンジング
▶
4格納DWHやDBに書き込む
▶
5配信・監視BIへ連携、失敗を通知
↺ スケジュールに従って毎日くり返し実行

バッチ処理とストリーム処理

データパイプラインは処理タイミングにより、バッチ処理とストリーム処理に分類されます。バッチ処理は定期的にまとまったデータを一括処理する方式で、ストリーム処理はリアルタイムでデータを逐次処理する方式です。Apache KafkaやApache Flinkはストリーム処理の代表的なツールです。

パイプラインの運用管理

パイプラインの信頼性を維持するには、ジョブのスケジューリング、エラーハンドリング、リトライ機構、データ品質チェック、モニタリング、アラート設定が不可欠です。Apache AirflowやPrefectなどのオーケストレーションツールがこれらの管理を支援します。