¿Qué es Apache Spark?

Apache Spark es un motor de análisis unificado con el que se procesan datos a gran escala con módulos integrados para SQL, transmisión, aprendizaje automático y procesamiento de grafos. Spark puede ejecutarse en Kubernetes, clústeres independientes o de forma nativa en la nube, y en diversas fuentes de datos. Proporciona APIs enriquecidas en Java, Scala, Python (PySpark) y R, por lo que está a disposición de una amplia variedad de desarrolladores y científicos de datos.

En Google Cloud, Apache Spark se transforma en una plataforma de “datos a IA” con Managed Service para Apache Spark. Con el uso de clústeres administrados o opciones de Spark sin servidores y mejoras revolucionarias en el rendimiento como Lightning Engine, Google Cloud resuelve el "impuesto de ajuste" asociado con las implementaciones tradicionales de Spark. Las integraciones profundas en una plataforma unificada de datos y de IA permiten a los usuarios pasar de datos sin procesar a acciones basadas en IA más rápido que nunca.

Descripción general de Apache Spark

El ecosistema de Spark incluye cinco componentes clave:

  • Spark Core es un motor de procesamiento de datos distribuido de uso general. Es el motor de ejecución fundamental que administra el envío de tareas distribuidas, la programación y las E/S básicas. Spark Core introdujo el concepto de conjuntos de datos resilientes y distribuidos (RDD), colecciones distribuidas inmutables de objetos que se pueden procesar en paralelo con tolerancia a fallas. Además, incluye bibliotecas para SQL, procesamiento de transmisión, aprendizaje automático y procesamiento de grafos que se pueden usar en conjunto en una aplicación.
  • Spark SQL es el módulo de Spark para trabajar con datos estructurados y presentó los DataFrames, que proporcionan una API más optimizada y fácil de usar para desarrolladores en comparación con los RDD para la manipulación de datos estructurados. Te permite consultar datos estructurados dentro de los programas de Spark mediante SQL o una API de DataFrame conocida. Spark SQL es compatible con la sintaxis de HiveQL y permite el acceso a almacenes de datos existentes de Apache Hive. Google Cloud acelera aún más el rendimiento de los trabajos de Spark, especialmente para SQL y las operaciones de DataFrame, con innovaciones como Lightning Engine, que ofrece mejoras de velocidad significativas para tus consultas y tareas de procesamiento de datos cuando ejecutas Spark en Google Cloud.
  • Spark Streaming facilita la compilación de soluciones de transmisión escalables y tolerantes a errores. Brinda una API integrada en el lenguaje Spark para el procesamiento de transmisiones, por lo que puedes escribir trabajos de transmisión de la misma forma en que escribes trabajos por lotes con DStreams o la API de Structured Streaming más reciente creada con base en DataFrames. Spark Streaming es compatible con Java, Scala y Python, y cuenta con una semántica con estado de tipo “exactamente una vez” lista para usar.
  • MLlib es la biblioteca de aprendizaje automático escalable de Spark con herramientas que hacen que el AA práctico sea escalable y sencillo. MLlib contiene varios algoritmos de aprendizaje comunes, como los de clasificación, regresión, recomendación y agrupamiento en clústeres. También cuenta con flujos de trabajo y otras utilidades, entre ellas, la transformación de funciones, la construcción de canalizaciones de AA, la evaluación de modelos, el álgebra lineal distribuida y las estadísticas. Cuando se combinan con Gemini Enterprise Agent Platform, los flujos de trabajo de Spark MLlib se pueden integrar sin problemas en las canalizaciones de MLOps, y el desarrollo se puede mejorar con Gemini para la programación y la solución de problemas.
  • GraphX es la API de Spark para grafos y procesamiento paralelo de grafos. Es flexible y trabaja sin dificultades con grafos y colecciones. Para ello, unifica el proceso de extracción, transformación y carga, el análisis exploratorio y el procesamiento de grafos iterativo dentro de un sistema.

Ecosistema y componentes de Apache Spark

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

  • Spark Core: Es el motor de ejecución fundamental que administra el envío de tareas distribuidas y las E/S. Presentó los conjuntos de datos resilientes y distribuidos (RDD), colecciones distribuidas inmutables de objetos procesados en paralelo con tolerancia a fallas.
  • Spark SQL: Es el módulo para trabajar con datos estructurados usando DataFrames. Google Cloud acelera aún más estas operaciones con Lightning Engine, lo que ofrece mejoras de velocidad significativas sin necesidad de ajustes manuales.
  • Spark Streaming: Permite soluciones de transmisión escalables y tolerantes a errores para trabajos por lotes y en tiempo real.
  • MLlib: Una biblioteca de aprendizaje automático escalable. Cuando se combinan con Gemini Enterprise Agent Platform, los flujos de trabajo de MLlib se pueden integrar sin problemas en las canalizaciones de MLOps, y el desarrollo se puede mejorar con Gemini para la programación y la solución de problemas.
  • GraphX: La API para grafos y procesamiento paralelo de grafos.

¿Cuáles son los beneficios de Apache Spark?

Velocidad

El procesamiento en la memoria y el programador de DAG de Spark permiten cargas de trabajo más rápidas que los motores de procesamiento basados en disco, especialmente para tareas iterativas. Google Cloud aumenta la velocidad con una infraestructura optimizada y Lightning Engine.

Facilidad de uso

Los operadores de alto nivel de Spark simplifican la creación de apps en paralelo. El uso interactivo con Scala, Python, R y SQL permite un desarrollo rápido. Google Cloud ofrece opciones sin servidores y notebooks integrados con Gemini.

Escalabilidad

Spark ofrece escalabilidad horizontal, ya que procesa grandes cantidades de datos mediante la distribución del trabajo entre los nodos del clúster. Google Cloud simplifica el escalamiento con el escalado automático sin servidores y los clústeres flexibles administros.

Generalidad

Spark suministra una pila de bibliotecas, incluidas SQL y DataFrames, MLlib para aprendizaje automático, GraphX y Spark Streaming. Puedes combinar estas bibliotecas sin problemas en la misma aplicación.

Innovación en framework de código abierto

Spark aprovecha el poder de las comunidades de código abierto para la solución de problemas y la innovación rápidas. Google Cloud adopta este espíritu abierto, por lo que ofrece Apache Spark estándar y, al mismo tiempo, mejora sus capacidades.

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

Apache Spark es un motor de procesamiento de clústeres o sin servidores rápido de uso general. Con Spark, los programadores pueden escribir aplicaciones con rapidez en Java, Scala, Python, R y SQL. Esto hace que sea más accesible para los desarrolladores, los científicos de datos y los empresarios avanzados con experiencia en estadísticas. Mediante Spark SQL, los usuarios pueden conectarse a cualquier fuente de datos y presentarlas como tablas para que los clientes de SQL las usen. Además, los algoritmos interactivos de aprendizaje automático se implementan con facilidad en Spark.

Con un motor solo de SQL, como Apache Impala, Apache Hive o Apache Drill, los usuarios pueden usar solo SQL o lenguajes similares a SQL para consultar los datos almacenados en varias bases de datos. Esto significa que los frameworks tienen un menor tamaño en comparación con Spark. Sin embargo, en Google Cloud, no tienes que hacer una elección estricta; BigQuery proporciona potentes capacidades de SQL y Managed Service para Apache Spark te permite usar la versatilidad de Spark en los mismos datos a través de Lakehouse con formatos abiertos como Apache Iceberg.

¿Cómo usan las empresas Spark?

Muchas empresas usan Spark para simplificar la tarea desafiante y de procesamiento intensivo de procesar y analizar grandes volúmenes de datos en tiempo real o archivados, así sean estructurados o no estructurados. Spark también les permite a los usuarios integrar sin problemas funciones complejas y relevantes, como el aprendizaje automático y los algoritmos de grafos. Entre las aplicaciones comunes, se incluyen las siguientes:

  • ETL/ELT a gran escala
  • Procesamiento de datos en tiempo real
  • Aprendizaje automático
  • Exploración de datos interactivos
  • Análisis de grafos

Ingenieros de datos

Los ingenieros de datos confían en Spark para diseñar, crear y mantener canalizaciones de procesamiento de datos sólidas y flujos de trabajo ETL a gran escala. En Google Cloud, los ingenieros de datos pueden aprovechar Managed Service para Apache Spark para eliminar el trabajo repetitivo de la infraestructura, eligiendo entre la ejecución sin servidores ni operaciones o los clústeres completamente administrados. Con la integración perfecta en BigQuery y Knowledge Catalog, los ingenieros pueden crear arquitecturas de lakehouse abiertas y administradas con formatos como Apache Iceberg. Además, con la ayuda de los agentes de datos y Gemini, pueden automatizar el tratamiento de datos y acelerar la generación de código PySpark, lo que les permite pasar de datos sin procesar a canalizaciones listas para producción más rápido que nunca

Científicos de datos

Los científicos de datos pueden tener una experiencia más avanzada con la analítica y el AA usando Spark con GPU. La capacidad de procesar grandes volúmenes de datos con mayor rapidez en un lenguaje conocido puede ayudar a acelerar la innovación. Google Cloud proporciona una compatibilidad sólida con GPU para Spark y una integración perfecta con la plataforma de agentes de Gemini Enterprise, lo que les permite a los científicos de datos crear e implementar modelos más rápido. Pueden conectar sus IDEs preferidos, como Jupyter o VS Code, para una experiencia de desarrollo flexible. En combinación con Gemini, esto acelera su flujo de trabajo desde la exploración inicial hasta la implementación de producción.

Hay una mejor manera de usar Spark en Google Cloud

La nueva forma de usar Spark: más fácil, más rápido y más inteligente

Google Cloud resuelve los desafíos comunes de ejecutar Spark a gran escala para que puedas enfocarte en las estadísticas y no en la infraestructura. Optimiza tu experiencia con Managed Service para Apache Spark. Managed Service para Apache Spark:

  • Opciones de implementación flexibles: Elige el entorno adecuado para tu carga de trabajo. Elimina la sobrecarga operativa con Spark sin servidores ni operaciones, o mantén un control detallado con clústeres completamente administrados.
  • Rendimiento líder en la industria: Acelera tus cargas de trabajo de ETL y ciencia de datos más exigentes hasta 4.9 veces con Lightning Engine. Está disponible para clústeres administrados y sin servidores, reduce los costos de procesamiento y elimina la carga de ajuste manual sin necesidad de cambiar el código.
  • Desarrollo unificado en el IDE de tu elección: Crea y ejecuta código de Spark directamente en tu entorno preferido, ya sea VS Code, Jupyter o cualquier otro. Disfruta de una experiencia fluida en SQL y Spark con los mismos datos administrados sin cambiar de contexto.
  • Desarrollo de IA de agentes: Acelera tu flujo de trabajo con agentes de datos que automatizan la programación de PySpark y el tratamiento de datos. Aprovecha Gemini Cloud Assist para el análisis automatizado de la causa raíz y la solución de problemas de trabajos complejos.
  • Administración unificada: Usa Knowledge Catalog para administrar los datos y la administración de la IA, lo que proporciona semántica para los agentes y garantiza un ciclo de vida de los datos coherente desde la transferencia hasta las estadísticas basadas en IA.

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