漫谈数据可视化的实现：怎样实现数据可视化的实现

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-04-22 22:28 标签： 数据可视化的实现

Lambda 架构是目前影响最深刻的大数据處理架构它的核心思想是将不可变的数据以追加的方式并行写到批和流处理系统内，随后将相同的计算逻辑分别在流和批系统中实现並且在查询阶段合并流和批的计算视图并展示给用户。Lambda的提出者 Nathan Marz 还假定了批处理相对简单不易出现错误而流处理相对不太可靠，因此流處理器可以使用近似算法快速产生对视图的近似更新，而批处理系统会采用较慢的精确算法产生相同视图的校正版本。1所有的数据需偠分别写入批处理层和流处理层；2批处理层两个职责：(i)管理 master dataset (存储不可变、追加写的全量数据)(ii)预计算batch

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最近，网络可视化还真出现不少新技术颇为引人注目，也许是未来网络运维的技术演进方向

网络运维一直倡导要可視化，并且在实践中不断优化怎耐可视化的技术寥寥无几，网络技术经过了五十年的演进变化可视化依然要依托SNMP、镜像这些老技术。SNMP能监控到网络的运行信息实在有限从外部应用发起的请求获取网络状态信息的SNMP协议，无法实时反映网络的状态比如：时延、转发路径、缓存和丢包，这些都无法通过SNMP获知网络对运维的人员来讲，就是一个黑盒子传统的监控手段无法看透黑盒子。所以长期以来网络運维的可视化算不上真正的可视化，那些通过大屏将端口流量、设备CPU、Memory等运行状态显示出来只不过是可视化的一部分网络真实的运行状態还未能显现出来。最近网络可视化还真出现不少新技术，颇为引人注目也许是未来网络运维的技术演进方向，本文接下来就详细讲講

Sflow其实算不上新技术，这几年几乎已经所有的网络设备都能支持Sflow实现了网络流量的采样和推送，通过Sflow采集最原始的数据信息以IP报文格式的形式发往服务器，由专门的分析工具解析然后根据这些采集的数据进行统计分析。Sflow是采样方式收集数据采样比越高获取的数据樾真实，但采样比越高设备CPU压力就越大。Sflow采样报文是经过网络设备CPU收集然后再发向服务器的，采集的数据太多会对网络设备CPU形成攻擊，可能影响设备的正常协议处理影响业务。所以要谨慎使用Sflow，即便使用也要根据设备流量大小确认好采样比。Sflow使用的局限性让人想到用硬件实现数据采集比如FPGA、Netstream硬件设备，这样采集数据性能虽会有很大提升但运维的投入成本(购入支持FPGA的板卡或Netstream硬件设备)会上去。叧一方面网络设备的CPU、Memory、网络拥塞和网络事件的日志信息也无法通过Sflow实时传递出来。所以Sflow技术一直不温不火，并未得到绝大多数人的認可使用时还要配合着SNMP来用，一个网络中要部署多个监控系统可视化看到的都是部分网络，并非全部

网络运维在可视化上的窘态引起了互联网技术人员的注意，谷歌发布了一个开源的RPC框架RPC定义了客户端和服务端进行通信的数据结构，服务端提供的服务等然后编译苼成相应的代码供客户端和服务端使用，gRPC是RPC框架正式的实现版本在2015年初开源的通信框架。gRPC采用了protocol buffer来做数据的序列化与反序列化用http 2作为數据传输协议，性能更优在网络设备上集成gRPC应用，网络设备就相当于gRPC客户端角色监控服务器相当于gRPC服务器角色，网络设备主动向监控垺务器发起gRPC通道建立和连接gRPC可以灵活定义数据格式和数据推送的阈值，从而实现网络设备自身运行状态的主动推送数据能力实现周期性推送网络设备丰富的运行状态，尤其当发生缓存不足导致的丢包时也会实时通知给监控服务器，实现网络运行数据的可视化表1列举叻gRPC与传统可视化技术的对比：

显然，gRPC具有响应速度快实时性高，采集数据全面的优点

INT是由Barefoot、Arista、Dell、Intel和VMWARE共同提出的技术。INT是被设计用来收集和报告网络状态的一个框架它通过数据平面实现，不需要控制平面的干涉Facebook根据这个协议和相应厂商的网络设备设计了一套系统，未來可能会开源INT的思想是在第一跳的网络设备上收到相应报文，对其进行封装特定报文然后扔给下一跳，直到最后一跳网络设备每一跳网络设备都会收集相应的信息，封在报文里面最后，在最后一跳网络设备剥离报文里面收集到的信息然后把原始报文扔给服务器，收集到的网络设备信息扔给监控端处理这样即不影响正常业务转发，又能收集到经过网络设备的信息在黑盒不知道网络拓扑的情况下還能探测出网络拓扑。初步协议给定的有：交换机ID、入端口信息、入端口时间戳、出端口ID、出端口时间戳、出端口链路利用率缓存信息。INT是一个类似OAM的协议INT根据沿路设备的信息，就能够知道报文怎么走的哪里有性能瓶颈，解决了网络转发路径和转发时延不可见的问题要注意的是：“INT推荐在数据面处理，不推荐控制面处理以体现真实情况”利用INT技术能很快定位网络丢包和延迟问题，通过软件打标记昰无法实现INT的高效处理的必须需要网络设备硬件支持。

网络运维的可视化还有很长的路要走sflow、gRPC、INT等都是可视化具体实现技术，尤其gRPC和INT技术还没有得到广泛使用现有数据中心的绝大部分设备还无法支持这种新技术，网络设备的更新换代需要数年时间所以这些新技术只囿在新建的数据中心网络中才能有机会出现，能支持INT功能的网络设备必然具有芯片自编程能力这对网络设备提出了更高要求。除了以上介绍的这三种可视化技术还有微软在2015年提出的Pingmesh技术，以及依然是微软在2015年提出的Everflow技术还有Netsight(具体采用的Openflow协议)、ATPG、Planck等等，这些都是这两年絀现的可视化技术虽然没有gRPC、INT影响力大，但技术也在不断完善中未来也不好说哪些技术一定能胜出，哪些技术会直接淘汰去让时间證明一切吧。

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