Data Vault Hashing oder nicht?

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Erkundung von Data Vault 2.0: Verwaltung der Hashing-Kosten in kleineren Umgebungen

In der sich entwickelnden Landschaft der Datenverwaltung hebt sich Data Vault 2.0 als robuste Methode hervor, die für Skalierbarkeit, Flexibilität und Konsistenz in verschiedenen technologischen Umgebungen entwickelt wurde. Eine entscheidende Komponente von Data Vault 2.0 ist die Verwendung von Hashing für Business Keys (BKs) und Hash Diffs. Hashing gewährleistet Datenintegrität und Effizienz, insbesondere in verteilten Systemen. Allerdings können die mit dem Hashing verbundenen Leistungskosten manchmal zu einem erheblichen Problem werden. Dieser Blog-Beitrag befasst sich mit den Feinheiten des Hashings in Data Vault 2.0, den damit verbundenen Kompromissen und der Frage, wann es sinnvoll ist, vom Standardansatz abzuweichen.

Die Rolle des Hashings in Data Vault 2.0

Data Vault 2.0 nutzt Hashing, um eindeutige, konsistente Bezeichner für Geschäftsschlüssel zu erstellen und Datenänderungen effizient zu erkennen. Diese Methode ist technologieunabhängig, d. h. sie kann in verschiedenen Datenbanken und Datenplattformen implementiert werden, ob vor Ort oder in der Cloud. Zu den wichtigsten Vorteilen von Hashing gehören:

1. Konsistenz über Systeme hinweg: Durch Hashing wird sichergestellt, dass die Geschäftsschlüssel über verschiedene Systeme und Regionen hinweg konsistent und eindeutig sind.
2. Verbesserte Abfrageleistung: Die Vorberechnung von Hash-Differenzen kann die Ausführung von Abfragen schneller und effizienter machen, indem die Rechenlast von der Abfragezeit auf die Datenladezeit verlagert wird.
3. Vereinfachte Datenintegration: Hash-Schlüssel bieten eine unkomplizierte Möglichkeit, Daten aus verschiedenen Quellen zu verwalten und zu integrieren, wodurch die Komplexität von Daten-Joins reduziert wird.

Herausforderungen des Hashings

Trotz seiner Vorteile kann das Hashing zu Leistungsproblemen führen, insbesondere in den folgenden Szenarien:

1. Breite Tabellen: Die Berechnung von Hash-Diffs für Tabellen mit einer großen Anzahl von Spalten kann rechenintensiv sein.
2. Komplexe Hash-Funktionen: Die Sicherstellung, dass Hash-Funktionen eindeutige Zeichenfolgen erzeugen, kann komplex und ressourcenintensiv sein.
3. Hardware-Beschränkungen: Lokale Umgebungen mit begrenzten Hardwarekapazitäten haben möglicherweise Schwierigkeiten mit der zusätzlichen Rechenlast, die für das Hashing erforderlich ist.

Bewertung von Alternativen

Wenn man mit Leistungsproblemen konfrontiert wird, insbesondere bei kleineren, lokalen Lösungen, muss man überlegen, ob es von Vorteil wäre, vom Standard-Hashing-Ansatz abzuweichen. Es gibt drei primäre Optionen, die in Betracht kommen:

1. Hash Keys: Die standardmäßige und empfohlene Option für die meisten Umgebungen, insbesondere für solche mit verteilten Systemen oder verschiedenen Technologien.
2. Sequenzen: Ein altes Konzept aus Data Vault 1.0, das fortlaufende Nummern als Bezeichner verwendet.
3. Business Keys: Direkte Verwendung der ursprünglichen Geschäftsschlüssel als Identifikatoren.

Das Argument gegen Sequenzen

Sequenzen sind zwar eine praktikable Option, werden aber in modernen Data Vault-Implementierungen aufgrund mehrerer Nachteile generell nicht empfohlen:

• Overhead beim Nachschlagen: Sequenzen erfordern beim Laden von Daten Nachschlageoperationen, was den Prozess erheblich verlangsamen kann.
• Komplexität der Orchestrierung: Die Verwaltung von Sequenzen erhöht die Komplexität des Ladevorgangs, insbesondere in Echtzeitszenarien.
• Herausforderungen für verteilte Systeme: Sequenzen funktionieren nicht gut in verteilten Umgebungen, in denen sich Teile der Lösung an verschiedenen Orten befinden können (z. B. in der Cloud und vor Ort).

Hash Keys vs. Business Keys

Bei der Entscheidung zwischen Hash-Keys und Business-Keys hängt die Wahl weitgehend vom jeweiligen Technologie-Stack und der Umgebung ab. Hier sind einige Überlegungen:

Hash Keys

• Vorteile: Sie bieten eine einheitliche Kennung mit fester Länge, die Verknüpfungen und Abfragen über verschiedene Systeme hinweg vereinfacht. Sie sind besonders in gemischten Umgebungen von Vorteil.
• Nachteile: Geringfügig höhere Rechenkosten beim Laden der Daten im Vergleich zu Sequenzen. Die konsistente Leistung bei Abfragen wiegt diesen Nachteil jedoch häufig auf.

Business-Schlüssel

• Vorteile: Die direkte Verwendung von Geschäftsschlüsseln kann die Architektur in Umgebungen vereinfachen, in denen die Datenplattform einen effizienten Umgang mit diesen Schlüsseln unterstützt.
• Nachteile: Kann zu komplexen und weniger effizienten Verknüpfungen führen, insbesondere in gemischten oder verteilten Umgebungen.

Strategien zur Leistungsoptimierung

In Umgebungen, in denen die Hashing-Leistung ein Problem darstellt, können verschiedene Optimierungsstrategien eingesetzt werden:

1. Nutzung der Hardware-Beschleunigung: Vor-Ort-Umgebungen können von Hardware-Beschleunigung profitieren, z. B. PCIe-Express-Karten mit Kryptochips, um die Hash-Berechnung von der CPU zu entlasten.
2. Verwenden Sie optimierte Bibliotheken: Viele Plattformen verwenden hoch optimierte Bibliotheken (z. B. OpenSSL) für Hash-Berechnungen, die die Leistung erheblich verbessern können.
3. Inkrementelle Ladungen: Stellen Sie sicher, dass bei Leistungsbewertungen mehrere Ladezyklen berücksichtigt werden, um die Vorteile von Hash-Diffs bei Delta-Prüfungen zu erfassen, und nicht nur die anfänglichen Ladungen.

Zukünftige Trends und Empfehlungen

Mit Blick auf die Zukunft könnte die Entwicklung von Datenplattformen und -technologien das Gleichgewicht zugunsten einer häufigeren Verwendung von Geschäftsschlüsseln verschieben. Mit der zunehmenden Verbreitung von MPP-Datenbanken (Massively Parallel Processing) und deren nativer Unterstützung für eine effiziente Schlüsselverwaltung könnten Geschäftsschlüssel zu einer attraktiveren Option werden. Bis solche Technologien jedoch allgegenwärtig sind, bleibt die Standardempfehlung die Verwendung von Hash-Schlüsseln aufgrund ihrer breiten Kompatibilität und konsistenten Leistung.

Schlussfolgerung

Der Ansatz von Data Vault 2.0 zum Hashing von Geschäftsschlüsseln und Hash-Diffs bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Konsistenz, Skalierbarkeit und Leistung. Die Leistungskosten des Hashings können zwar ein Problem darstellen, insbesondere in kleineren Umgebungen mit begrenzter Hardware, aber eine sorgfältige Prüfung der verfügbaren Optionen und Optimierungsstrategien kann diese Probleme abmildern. Letztendlich sollte die Entscheidung vom spezifischen technologischen Kontext und von Überlegungen zur Zukunftssicherheit geleitet werden.

Für die meisten Szenarien bleiben Hash-Schlüssel aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Robustheit in gemischten und verteilten Umgebungen der empfohlene Ansatz. Im Zuge der technologischen Entwicklung könnte jedoch die Verwendung von Geschäftsschlüsseln praktikabler werden, was zeigt, wie wichtig es ist, über die neuesten Trends und Fortschritte bei der Datenverwaltung informiert zu bleiben.

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Zur Unterstützung bei der Erstellung von Visual Data Vault-Zeichnungen in Microsoft Visio wurde eine Schablone entwickelt, mit der Data Vault-Modelle gezeichnet werden können. Die Schablone ist erhältlich bei www.visualdatavault.com.