AthenaとStep Functionsで簡単ETLオーケストレーション #midosuji_tech

2024年6月12日 (水) に開催された『クラメソおおさか IT 勉強会 Midosuji Tech #1』で発表した内容になります。
・https://classmethod.connpass.com/event/317976/

1. Athena と Step Functions で 簡単 ETL オーケストレーション 2024年6⽉12⽇（⽔） クラスメソッド株式会社 鈴⽊ 那由太 1 Midosuji.Tech #1
2. 名前：鈴木 那由太（スズキ ナユタ） 所属：クラスメソッド株式会社 データアナリティクス事業本部 インテグレーション部 機械学習チーム 現在の業務： 機械学習用途のデータ分析基盤構築 機械学習システム構築 X：@nayuyu_ns 2 自己紹介 Osaka
3. 3 今⽇の内容 Amazon AthenaとAWS Step Functionsを組み合わせると、 AWSだけで簡単にETL処理（データの読み出し・加⼯・書き込み）が できて便利︕ • Athenaで、SQLで簡単にビッグデータ処理が実⾏できる。 （本来はGlueやPySparkの使い⽅を覚える必要があるが、今回の構成では不要。） • Step FunctionsのAPI統合を使うことでワークフロー化できる。 ビジネス指標のモニタリングや機械学習モデルの⼊⼒⽤に ⽇々集計しておく必要がある。 AWS Cloud 検索実行用 ステートマシン 集計 元データ リクエスト 集計後データ イメージ
4. 4 今⽇の内容 Amazon AthenaとAWS Step Functionsを組み合わせると、 AWSだけで簡単にETL処理（データの読み出し・加⼯・書き込み）が できて便利︕ • Athenaで、SQLで簡単にビッグデータ処理が実⾏できる。 （本来はGlueやPySparkの使い⽅を覚える必要があるが、今回の構成では不要。） • Step FunctionsのAPI統合を使うことでワークフロー化できる。 という話がしたかったが、データエンジニアリングの要件は近年より多くなってきており、 ほかにも考えることがある。(DMBOKで議論されているデータマネジメントなど) • データリネージ • データ品質 • などなど… • 簡単構成を例に、なにがどう便利か、 より良くするにはなにが必要か、ということをお話ししたい。
5. 5 Amazon Athena • SQLを書くだけでだれでも簡単にインタラクティブなビッグデータ処理が実⾏できる フルマネージドな ”分析” サービス。 • S3などからデータを検索・集計できる。
6. 6 AWS Step Functions • フルマネージドでサービスのオーケストレーションができる • さまざまなAWSのサービスのAPIと統合されている（ステートマシンから呼び出せる） • 使いやすいビジュアルエディタからステートマシンの作成ができる
7. 7 簡単構成のイメージ Step Functionsを使うことで簡単にAthenaでクエリを実⾏するワークフローを構築できる。 • S3に配置したSQLファイルをステートマシンが直接取得する • 取得したSQLファイルの内容を、ステートマシンから直接実⾏する ここにSQLをハードコードしなくても、パラメータで S3から読み取ったものをセットできる。 以前はLambdaを間にはさむものが多かったが、API統合 を使うことでStep Functionsだけでできる。
8. 8 ステートマシンからAthenaへのクエリの実⾏ ステートマシンからAthenaへのクエリを同期的に実⾏できる。 ステートマシン定義内でStartQueryExecutionを実⾏する際に、.syncをつけるだけ。 ※ https://docs.aws.amazon.com/step-functions/latest/dg/connect-athena.html より2024/06/06に引用 非同期実行だと、クエリ終了を待つループが 必要になるが、同期実行であればシンプルな ステートマシンにできる。
9. 9 この構成でできること・できないこと できること • マネージドサービスだけでETLが実装できる。 • SQLが書ければビッグデータ処理が実装できる。（PySparkなど書かなくて良い） できないこと ① SQLで参照するテーブルの依存関係（データリネージ）は取れない。 ② 単体ではデータ品質はチェックできない。 ③ パーティション分割したテーブルの際に、過去分のデータ再作成が難しい。 （100パーティションまでのクォータ） ※⽤語については次のスライドで補⾜します。
10. 10 ⽤語の補⾜ • データリネージ • データがどの組織を流れ、どのように変換されるかを表す情報・図。 • データ品質 • データが信頼できるかの指標。データをビジネス活⽤する際にはデータが⾼品質である必要がある。 例えば、あるカラムが仕様の範囲に収まっているか、決められたバリエーションの値を取っているか、など。 • パーティション(Athenaにおける) • AthenaでS3からスキャンされるデータ量を削減するための仕組み。 • 例えば、年⽉カラムyyyymmをパーティションキーに設定しておき、where句で指定することで、 全データではなくその年⽉のデータのみをスキャンできる。 • パーティションを年⽉⽇カラムyyyymmddにすると、100⽇分の再作成でクォータに達してしまうため、 ⼯夫が必要になる。
11. 11 ①(データリネージ)の代替策 dbtを使うことでデータリネージ・ドキュメントを⽣成できる。 • ブラウザから閲覧できるドキュメントを⽣成できる • Athena向けのアダプターはコミュニティー版のdbt-athena-communityだけ
12. 12 ②(データ品質管理)の代替策 S3・Redshift向けにGlue Data Qualityを使⽤できる。 値の範囲やバリエーションなど、ルールを設定しておきその通りになっているかチェックできる。 引用：https://dev.classmethod.jp/articles/20-min-overview-aws-glue-data-quality/
13. 13 ③(パーティション制限)の代替策 クォータにより、⼀度に100パーティションまでしか更新できない。 制限を超えないようなハンドリングをするアプリケーション（例: dbt-athena）を使うことも できるが、データウェアハウス（Redshiftなど）を選定した⽅が運⽤⾯で楽なこともあった。 ※ https://aws.amazon.com/jp/blogs/big-data/build-a-lake-house-architecture-on-aws/ より2024/06/06に引用 AWS Cloud QuickSight Athena S3 SageMaker AWS Step Functions workflow S3 Athenaにデータレイクの処理を任せるよりは、 ML・BIが消費するマートを洗い替えで作るなどの 用途が向いていると思った。 より複雑な管理が必要なものはRedshiftに任せた方が よい。
14. 14 まとめ • データ消費に近い管理が簡単なデータについては、Athena・Step Functionsで⼿軽に ETLの仕組みを作ることができる。 • データリネージやSQLのテスト、ドキュメントの⽣成などを使いたい場合は、例えばdbtなどが 利⽤できる。 • S3・Redshiftに対するデータ品質チェックを⾏いたい場合は、AWSだとGlue Data Qualityを 使うことができる。