¿Qué es Apache Spark?

Apache Spark es un motor unificado de analíticas para procesar datos a gran escala que integra módulos para SQL, streaming, aprendizaje automático y procesamiento de grafos. Spark se puede ejecutar en Kubernetes, en clústeres independientes o de forma nativa en la nube, y con distintas fuentes de datos. Proporciona APIs completas en Java, Scala, Python (PySpark) y R, lo que lo hace accesible a una amplia gama de desarrolladores y científicos de datos.

En Google Cloud, Apache Spark se transforma en una plataforma que convierte datos a IA con Managed Service for Apache Spark. Al aprovechar los clústeres gestionados o las opciones de Spark sin servidor y las mejoras de rendimiento innovadoras como Lightning Engine, Google Cloud elimina la necesidad de hacer ajustes manuales, típica de las implementaciones tradicionales de Spark. Las integraciones profundas en una plataforma unificada de datos e IA permiten a los usuarios pasar de los datos brutos a la acción basada en IA más rápido que nunca.

Información general sobre Apache Spark

El ecosistema de Spark incluye cinco componentes clave:

  • Spark Core es un motor distribuido de uso general para procesar datos. Es el motor de ejecución básico que gestiona el envío de tareas distribuidas, la programación y las operaciones de E/S básicas. Spark Core introdujo el concepto de conjuntos de datos distribuidos resilientes (RDDs), colecciones distribuidas e inmutables de objetos que se pueden procesar en paralelo con tolerancia a fallos. En él se asientan las bibliotecas de SQL, procesamiento de streaming, aprendizaje automático y computación de grafos que puedes usar juntas en las aplicaciones.
  • Spark SQL es el módulo de Spark que permite trabajar con datos estructurados. Además, se introdujeron los DataFrames, que proporcionan una API más optimizada y fácil de usar que los RDDs para manipular datos estructurados. Gracias a este módulo, puedes consultar datos estructurados de programas de Spark con SQL o con la API de DataFrame que te resulte más cómoda. Spark SQL admite la sintaxis de HiveQL y franquea el acceso a almacenes de Apache Hive. Google Cloud acelera aún más el rendimiento de las tareas de Spark, especialmente las operaciones de SQL y DataFrame, con innovaciones como Lightning Engine, que ofrece una aceleración significativa de las consultas y las tareas de procesamiento de datos al ejecutar Spark en Google Cloud.
  • Spark Streaming facilita la creación de soluciones de streaming escalables y tolerantes a fallos. Como incorpora la API con integración de lenguajes de Spark al procesamiento de streaming, puedes escribir tareas de streaming igual que lo haces con las tareas por lotes, ya sea usando DStreams o la API de streaming estructurada más reciente, que se ha creado a partir de DataFrames. Spark Streaming no solo admite Java, Scala y Python, sino que incluye semántica de una sola vez y con reconocimiento del estado que está lista para utilizarse.
  • MLlib es la biblioteca escalable de aprendizaje automático de Spark. Contiene herramientas con las que las tareas prácticas de aprendizaje automático son sencillas y escalables, además de numerosos algoritmos de aprendizaje de uso habitual, como clasificación, regresión, recomendación y agrupación en clústeres. También incluye el flujo de trabajo y otras utilidades, como transformaciones de características, creación de flujos de procesamiento de aprendizaje automático, evaluación de modelos, álgebra lineal distribuida y estadísticas. Al combinarse con Gemini Enterprise Agent Platform, los flujos de trabajo de MLlib se pueden integrar perfectamente en los flujos de procesamiento de MLOps, y el desarrollo se puede usando Gemini para la programación y la solución de problemas.
  • GraphX es la API de Spark para grafos y computación en paralelo de grafos. Es flexible y funciona a la perfección tanto con grafos como con colecciones, de modo que unifica en un mismo sistema el proceso de extracción, transformación y carga, los análisis exploratorios y la computación iterativa de grafos.

Ecosistema y componentes de Apache Spark

El ecosistema de Spark incluye cinco componentes clave, cada uno de ellos mejorado por la infraestructura de Google Cloud:

  • Spark Core: el motor de ejecución básico que gestiona el envío de tareas distribuidas y las operaciones de E/S. Introdujo los conjuntos de datos distribuidos resilientes (RDDs), colecciones distribuidas e inmutables de objetos que se procesan en paralelo con tolerancia a fallos.
  • Spark SQL: el módulo para trabajar con datos estructurados mediante DataFrames. Google Cloud acelera aún más estas operaciones con Lightning Engine, que ofrece una aceleración significativa sin necesidad de ajustes manuales.
  • Spark Streaming: permite crear soluciones de streaming escalables y tolerantes a fallos para tareas por lotes y en tiempo real.
  • MLlib: una biblioteca de aprendizaje automático escalable. Al combinarse con Gemini Enterprise Agent Platform, los flujos de trabajo de MLlib se pueden integrar perfectamente en los flujos de procesamiento de MLOps, y el desarrollo se puede usando Gemini para la programación y la solución de problemas.
  • GraphX: la API para grafos y computación en paralelo de grafos.

¿Cuáles son las ventajas de Apache Spark?

Velocidad

El procesamiento en memoria y el programador de DAG de Spark permiten ejecutar cargas de trabajo más rápido que con los motores de procesamiento basados en disco, sobre todo en el caso de tareas iterativas. Google Cloud aumenta esta velocidad con una infraestructura optimizada y Lightning Engine.

Facilidad de uso

Los operadores generales de Spark simplifican el desarrollo de aplicaciones en paralelo. El uso interactivo con Scala, Python, R y SQL permite un desarrollo rápido. Google Cloud ofrece opciones sin servidor y cuadernos integrados con Gemini.

Escalabilidad

Spark ofrece escalabilidad horizontal, ya que procesa grandes cantidades de datos distribuyendo el trabajo entre los nodos del clúster. Google Cloud simplifica el escalado con el autoescalado sin servidor y clústeres flexibles y gestionados.

Uso general

Spark permite usar una pila de bibliotecas que incluye SQL, DataFrame, MLlib para aprendizaje automático, GraphX y Spark Streaming. Además, puedes combinarlas sin problemas en la misma aplicación.

Innovación con el framework de código abierto

Spark aprovecha el potencial de las comunidades de software libre para innovar rápidamente y solucionar problemas. Google Cloud comparte este espíritu abierto y ofrece Apache Spark estándar a la vez que mejora sus funciones.

¿Por qué elegir Spark en vez de un motor de solo SQL?

Apache Spark es un motor rápido de uso general para computación de clústeres o sin servidor. Spark permite que los programadores escriban aplicaciones rápidamente en Java, Scala, Python, R y SQL para que puedan acceder a ellas los desarrolladores, los científicos de datos y los usuarios avanzados de las áreas de negocio con experiencia en estadísticas. Con Spark SQL, los usuarios se pueden conectar a cualquier fuente de datos y presentarla en forma de tabla para que puedan utilizarla los clientes de SQL. Por si fuera poco, resulta muy sencillo desplegar algoritmos interactivos de aprendizaje automático en Spark.

En cambio, con un motor de solo SQL, como Apache Impala, Apache Hive o Apache Drill, los usuarios solo pueden utilizar SQL o lenguajes semejantes para consultar los datos almacenados en distintas bases de datos. Por lo tanto, son frameworks más limitados que Spark. Sin embargo, en Google Cloud no tienes que elegir entre una u otra opción. BigQuery ofrece potentes funciones de SQL, y Managed Service for Apache Spark te permite usar la versatilidad de Spark en los mismos datos a través de Lakehouse con formatos abiertos como Apache Iceberg.

¿Cómo utilizan Spark las empresas?

Muchas empresas usan Spark para simplificar una tarea complicada e intensiva desde el punto de vista de la computación: procesar y analizar grandes volúmenes de datos archivados o en tiempo real, tanto estructurados como sin estructurar. Sus usuarios también lo utilizan para integrar de manera perfecta funciones complejas pertinentes, como el aprendizaje automático y los algoritmos de grafos. Entre las aplicaciones más habituales, se incluyen las siguientes:

  • ETL/ELT a gran escala
  • Procesamiento de datos en tiempo real
  • Aprendizaje automático
  • Exploración interactiva de datos
  • Analíticas de gráficos

Ingenieros de datos

Los ingenieros de datos confían en Spark para diseñar, crear y mantener flujos de procesamiento de datos sólidos y flujos de trabajo de ETL a gran escala. En Google Cloud, los ingenieros de datos pueden aprovechar Managed Service for Apache Spark para eliminar el trabajo pesado de la infraestructura, eligiendo entre la ejecución sin servidor y sin operaciones o los clústeres totalmente gestionados. Al integrarse a la perfección con BigQuery y Knowledge Catalog, los ingenieros pueden crear arquitecturas de lakehouse abiertas y gobernadas usando formatos como Apache Iceberg. Además, con la ayuda de los agentes de datos y Gemini, pueden automatizar la limpieza de datos brutos y acelerar la generación de código de PySpark, pasando de datos brutos a flujos de procesamiento listos para producción más rápido que nunca.

Científicos de datos

Los científicos de datos disfrutan de una experiencia mejor con las analíticas y el aprendizaje automático si utilizan Spark con GPUs. La posibilidad de procesar volúmenes más grandes de datos más rápido y con un lenguaje que conocen los ayuda a agilizar la innovación. Google Cloud ofrece una compatibilidad sólida con GPU para Spark y una integración perfecta con Gemini Enterprise Agent Platform, lo que permite a los científicos de datos crear y desplegar modelos más rápido. Pueden conectar sus IDEs preferidos, como Jupyter o VS Code, para disfrutar de una experiencia de desarrollo flexible. Junto con Gemini, les ayuda a agilizar su flujo de trabajo, desde la exploración inicial hasta el despliegue en producción.

Hay una forma mejor de usar Spark en Google Cloud

La nueva forma de usar Spark de forma más fácil, inteligente y rápida.

Google Cloud resuelve los problemas habituales que plantea ejecutar Spark a escala para que puedas centrarte en la información valiosa y olvidarte de la infraestructura. Optimiza tu experiencia con Managed Service for Apache Spark. Managed Service for Apache Spark:

  • Opciones de implementación flexibles: elige el entorno adecuado para tu carga de trabajo. Elimina la sobrecarga operativa con Spark sin servidor y sin operaciones, o mantén un control preciso con clústeres totalmente gestionados.
  • Rendimiento líder en el sector: acelera tus cargas de trabajo de ETL y de ciencia de datos más exigentes hasta 4,9 veces con Lightning Engine. Está disponible tanto para clústeres sin servidor como para clústeres gestionados, reduce los costes de computación y elimina la necesidad de realizar ajustes manuales sin tener que cambiar el código.
  • Desarrollo unificado en el IDE que prefieras: escribe y ejecuta código de Spark directamente en tu entorno favorito, ya sea VS Code, Jupyter u otros. Disfruta de una experiencia fluida con SQL y Spark en los mismos datos gobernados sin tener que cambiar de contexto.
  • Desarrollo de IA agéntico: agiliza tu flujo de trabajo con agentes de datos que automatizan la programación en PySpark y la limpieza de datos brutos. Aprovecha Gemini Cloud Assist para automatizar el análisis de la causa raíz y la solución de problemas de tareas complejas.
  • Gobernanza unificada: usa Knowledge Catalog para gestionar la gobernanza de datos e IA, proporcionando semántica a los agentes y asegurando un ciclo de vida de datos coherente desde la ingesta hasta las estadísticas basadas en IA.

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