[數倉]資料倉儲設計方案

Skyell發表於2019-06-11

資料倉儲設計方案

一.概述

資料倉儲的特徵在於面向主題、整合性、穩定性和時變性，用於支援管理決策。資料倉儲的存在的意義在於對企業的所有資料進行彙總，為企業各個部門提供統一的、規範的資料出口。資料倉儲在構建過程中通常都需要進行分層處理。業務不同，分層的技術處理手段也不同。數倉分層的主要原因：

清晰資料結構
每一個資料分層都有它的作用域，這樣在使用表的時候能更方便的定位和理解。
資料血緣追蹤
由於最終給業務呈現的是一個能直接使用的業務表，但是表的資料來源有很多，如果有一張來源表出問題了，我們希望能夠快速準確的定位到問題，並清楚他的危害範圍。
減少重複開發
規範資料分層，開發一些通用的中間層資料，能夠減少極大的重複計算。
複雜問題簡單化
將一個複雜的任務分解成多個步驟來完成，每一層只處理單一的步驟，比較簡單和容易理解。而且便於維護資料的準確性，當資料出現問題之後，可以不用修復所有的資料，只需要從有問題的步驟開始修復。

二.資料倉儲分層設計

常見的資料倉儲分為ODS運算元據儲存層、DW資料倉儲層和DM資料集市層三層，其中DW層又分為DWD層和DWS層。資料倉儲分層結構見下圖：

2.1 ODS層

ODS層中的資料全部來自於業務資料庫，ODS層的表格也業務資料庫中的表格一一對應，就是將業務資料庫中的表格在資料倉儲的底層重新建立一次，資料與結構完全一致。
由於業務資料庫（OLTP）基本按照ER實體模型建模，因此ODS層中的建模方式也是ER實體模型。

2.2 DW層

DWD層要做的就是將資料清理、整合、規範化、髒資料、垃圾資料、規範不一致的、狀態定義不一致的、命名不規範的資料都會被處理。DWD層應該是覆蓋所有系統的、完整的、乾淨的、具有一致性的資料層。在DWD層會根據維度模型，設計事實表和維度表，也就是說DWD層是一個非常規範的、高質量的、可信的資料明細層。
DWS層為公共彙總層，會進行輕度彙總，粒度比明細資料稍粗，基於DWD層上的基礎資料，整合彙總成分析某一個主題域的服務資料，一般是寬表。DWS層應覆蓋80%的應用場景。

三.維度模型

維度建模的理論由 Ralph Kimball 提出，他提出將資料倉儲中的表劃分為事實表和維度表兩種型別。維度建模源自資料集市，主要面向分析場景。維度建模是面向分析場景而生，針對分析場景構建數倉模型；重點關注快速、靈活的解決分析需求，同時能夠提供大規模資料的快速響應效能。針對性強，主要應用於資料倉儲構建和OLAP引擎底層資料模型。
“事實表”，用來儲存事實的度量（measure）及指向各個維的外來鍵值。“維度表”，用來儲存該維的後設資料，即維的描述資訊，包括維的層次及成員類別等。
簡單的說，維度表就是你觀察該事物的角度（維度)，事實表就是你要關注的內容。例如使用者使用滴滴叫車，那麼叫車這件事就可以轉化為一個事實表，即叫車訂單事實表，然後使用者對應一張使用者維度表，司機對應一張司機維度表。

3.1 事實表

在現實世界中，每一個操作型事件，基本都是發生在實體之間的，伴隨著這種操作事件的發生，會產生可度量的值，而這個過程就產生了一個事實表，儲存了每一個可度量的事件。
發生在現實世界中的操作性事件所產生的可度量數值，儲存在事實表中。從最低的粒度級別來看，事實錶行對應一個度量事件，反之亦然。因此，事實表的設計完全依賴於物理活動，不受可能產生的最終報表的影響。除數字度量外，事實表總是包含外來鍵，用於關聯與之相關的維度，也包含可選的退化維度鍵和日期/時間戳。查詢請求的主要目標是基於事實表展開計算和聚集操作。
事實表往往包含三個重要元素：

維度表外來鍵
度量資料
事件描述資訊

例如在電商場景中的一次購買事件，涉及主體包括客戶、商品、商家，產生的可度量值包括商品數量、金額、件數等。

3.2 維度表

每個維度表都包含單一的主鍵列。維度表的主鍵可以作為與之關聯的任何事實表的外來鍵，當然，維度錶行的描述環境應與事實錶行完全對應。維度表通常比較寬，是扁平型非規範表，包含大量的低粒度的文字屬性。
比如商品，單一主鍵為商品ID，屬性包括產地、顏色、材質、尺寸、單價等，但並非屬性一定是文字，比如單價、尺寸，均為數值型描述性的，日常主要的維度抽象包括：時間維度表、地理區域維度表等。