Schnellste Time to Value für Analysen von Live-Daten mit InterSystems IRIS

In diesem White Paper wird beschrieben, wie die bewährte Technologie von InterSystems eingesetzt wird, um Daten aus einem operativen Produktionssystem in einen "Reporting Node" zu replizieren, wo sie abgefragt und analysiert werden können, ohne das operative System zu beeinträchtigen. Kunden setzen diese Architektur bereits seit vielen Jahren erfolgreich ein. In diesem Dokument wird der übergreifende Anwendungsfall näher beschrieben und ein Ausblick gegeben, wie Kunden von InterSystems IRIS® und InterSystems® Lösungen diesen Ansatz innerhalb ihrer bestehenden Implementierung nutzen können.

Anwendungsdaten sind natürlich für die Zwecke der Anwendung selbst wertvoll. Auftragsverwaltungssysteme verwalten Aufträge. Enterprise Resource Planning-Systeme helfen bei der Führung von Unternehmen. Elektronische Patientendatensysteme organisieren Gesundheitsinformationen, damit Patienten die richtige Behandlung erhalten. Anwendungsdaten können jedoch umso wertvoller werden, wenn sie analysiert werden. In der Praxis kann das bedeuten, dass man Trends über viele Aufträge hinweg analysiert, um Markttrends zu erkennen. Es kann bedeuten, dass die Produktionsplanung durch automatische Prognosen verbessert wird. Dies könnte in Form von klinischen Qualitätskennzahlen geschehen, um die Patientenversorgung zu verbessern.

Kleine analytische Widgets, die zum Zweck der Anwendung passen, wie z. B. ein Live-Dashboard, das die verfügbaren Betten in einer Krankenhausabteilung anzeigt, sind in der Anwendung selbst sinnvoll. Dies hat jedoch seine Grenzen, und die Systeme, auf denen eine Anwendung läuft, sind in der Regel nicht dafür ausgelegt, zusätzlich umfassende Analyse-Workloads zu verarbeiten. Die Nutzungsmuster für die Analyse unterscheiden sich erheblich von denen der Anwendung. Das Abrufen der aktuellen Patientendatei hat eine andere CPU-, Speicher- und IO-Charakteristik als die Durchführung von Gesundheitsanalysen für Hunderte oder Tausende von Patienten.

Der herkömmliche Ansatz zur Bereitstellung solcher mittelgroßen bis großen Analysefunktionen bestand darin, die Daten aus diesen Quellsystemen zu extrahieren, sie in ein analysefreundliches Schema umzuwandeln und sie dann in eine spezielle Analysedatenbank zu laden, in der Regel ein Data Warehouse. Dedizierte ETL-Tools sind oft leistungsfähig und funktionsreich, aber sie sind von Natur aus kostspielig in der Einrichtung, sie erfordern dediziertes Personal mit anderen Fachkenntnissen als die Anwendungsbetreiber, und in der Regel lassen sich die Vorteile nur nach einem vollständigen Implementierungsprojekt und nicht in kleineren Schritten erzielen.

Mit der Datenplattform IRIS von InterSystems ist das anders. InterSystems IRIS ist eine einheitliche Plattform, die so konzipiert ist, dass sie sowohl operative als auch analytische Arbeitslasten mit einer einzigen Technologie unterstützt. Sie bietet nicht nur eine Hochleistungsdatenbank für die Ausführung geschäftskritischer Anwendungen, sondern auch umfassende Analysefunktionen, darunter Berichte, Business Intelligence und maschinelles Lernen. Daher enthalten viele auf InterSystems IRIS entwickelte Anwendungen komplexe eingebettete Analysekomponenten, einschließlich vollständig integrierter Dashboards und Diagramme für die Visualisierung umfangreicher Live-Daten. InterSystems IRIS wird auch in speziellen Data-Warehouse-Szenarien eingesetzt, um Analysen und maschinelles Lernen auf großen Datenmengen zu unterstützen.

Diese Fähigkeit, sowohl extreme Skalierbarkeit für Anwendungsfälle als auch Spitzenleistung für analytische Abfragen in einer einzigen Technologie zu unterstützen, macht InterSystems IRIS einzigartig, da keine kostspieligen ETL-Prozesse (Extract, Transform, Load) benötigt werden. Mit der bewährten Mirroring-Technologie von InterSystems können Daten von einem System auf ein anderes repliziert werden, ohne dass das Quellsystem spürbar zusätzlich belastet wird. Dies ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass Sie sowohl Ihre Anwendungen als auch Ihre Analysen in großem Umfang mit denselben Live-Daten ausführen können. Im weiteren Verlauf dieses Whitepapers wird beschrieben, wie InterSystems Mirroring dies auf architektonischer Ebene ermöglicht, und es werden Anwendungsfälle von zwei Kunden vorgestellt, die diesen Ansatz umgesetzt haben.

InterSystems Mirroring wird von InterSystems-Kunden routinemäßig im synchronen Modus eingesetzt, um Hochverfügbarkeitsstrategien (HA) zu implementieren, bei denen ein Backup-Mirror-Mitglied im Hot-Standby-Modus bleibt, falls der primäre Knoten ausfällt. Das Mirroring wird häufig auch im asynchronen Modus in Disaster-Recovery-Topologien (DR) eingesetzt, die sich über Cloud-Regionen oder Rechenzentren erstrecken. Die Spiegelung erfolgt auf einer niedrigen Ebene und erreicht dadurch extrem hohe Durchsatzraten, indem Techniken wie Journal-Komprimierung und asynchrone IO eingesetzt werden.

Mit der asynchronen Spiegelung können Kunden auch einen Reporting-Knoten einrichten, der unabhängig vom Primärsystem dimensioniert und genutzt wird, und das bei nahezu null Konfigurationskosten. Diese Kopie der Daten kann von Analysten, die mit dem Anwendungsschema vertraut sind, abgefragt oder als Quelle für native Business-Intelligence-Lösungen von InterSystems oder Drittanbietern verwendet werden, die ein Analysemodell auf diesem Schema aufbauen. Die durch asynchrone Spiegelung replizierten Daten werden praktisch in Echtzeit repliziert, wobei die Latenzzeit in der Regel im einstelligen Millisekundenbereich liegt und ein Konsistenzmodell verwendet wird, das für die meisten Analyse- und Reporting-Anwendungsfälle geeignet ist.

Kunden, die eine umfangreichere Umstrukturierung des Anwendungsschemas in eine Data-Warehouse-Struktur benötigen, können dies immer noch ausgehend von den Daten im Reporting-Knoten mit den nativen SQL-Funktionen von InterSystems IRIS, der dbt-Unterstützung oder anderen geeigneten Tools durchführen. Dieses Modell ähnelt dem von einigen Tools beworbenen ELT-Ansatz ((Extract, Load, Transform) , bei dem die Daten zunächst in die Zielplattform geladen und dort transformiert werden, hat aber den entscheidenden Vorteil, dass die Daten auch sofort abgefragt werden können. Da für den Einsatz von InterSystems Mirroring keine zusätzliche Entwicklung oder Technologie von Drittanbietern erforderlich ist, profitieren die Kunden von einer deutlich schnelleren Time-to-Value. Sollten Transformationen dennoch von Vorteil sein, können sie auf dem Reporting-Knoten in kleinen Schritten entwickelt werden, wobei ein agiler Prozess auf Grundlage spezifischer analytischer Anforderungen zum Einsatz kommt. Damit sind keine langwierigen Warehouse-Design- und Implementierungsprojekte erforderlich.

Asynchrones Mirroring wird heute weithin eingesetzt, um Daten über verschiedene Cloud-Regionen hinweg oder von einer On-Premise-Installation in die Cloud zu replizieren, und als solche bietet die Technologie völlige Flexibilität bei der Bereitstellung von Reporting-Knoten in der am besten geeigneten Cloud-, On-Premise- oder Hybrid-Topologie.

Mirroring unterstützt auch die Replikation auf Reporting-Knoten auf einer anderen, neueren Version von InterSystems IRIS, so dass Kunden die Vorteile neuer Funktionen auf dem Reporting-Knoten nutzen können, unabhängig vom Upgrade-Zeitplan des Hauptbetriebsservers. Dies öffnet die Tür zu Funktionen, die kürzlich in InterSystems IRIS eingeführt wurden, wie InterSystems Adaptive Analytics, Columnar Storage und Foreign Tables. Einzeln oder in Kombination mit vorhandenen Tools können Kunden mit diesen Funktionen äußerst leistungsfähige Analyselösungen erstellen, die die betrieblichen Daten in den Quellsystemen voll ausschöpfen.

InterSystems Mirroring ist eine Plattformfunktion, die für alle Anwendungen und Lösungen verfügbar ist, die auf der Datenplattform InterSystems IRIS basieren. Die meisten der aktuellen Lösungen von InterSystems für das Gesundheitswesen konzentrieren sich auf Anwendungen und Integrationsanwendungen. InterSystems TrakCare® zum Beispiel ist ein Informationssystem für das Gesundheitswesen, das Daten wie elektronische Krankenakten für den allgemeinen Krankenhausbetrieb erfasst. Die Advanced Analytics-Funktionalität in TrakCare erweitert diese Anwendungsfälle durch eine Reihe von eingebetteten Dashboards für spezifische Szenarien, einschließlich der Überwachung von unerwünschten Ereignissen und Wartezeiten in der Notaufnahme. Diese Daten können jedoch auch außerhalb dieser betrieblichen Anwendungsfälle einen Zweck erfüllen. Das Hinzufügen eines Reportingknotens von InterSystems IRIS, der eine Kopie der Daten des Produktionssystems enthält, aber frei abgefragt werden kann, ohne das operative System zu beeinträchtigen, bietet Kunden, die mit solchen analytischen Anwendungsfällen konfrontiert sind, ein enormes Potenzial. Das gesamte TrakCare-Schema kann direkt abgefragt oder zum Auffüllen von Data Marts verwendet werden, die auf einen bestimmten analytischen Bedarf zugeschnitten sind.

InterSystems Mirroring schränkt nicht ein, welche Produktversionen von InterSystems IRIS bei der Replikation von Anwendungsdaten als Quelle oder Ziel dienen können. Für das Anwendungsschema kann eine schreibgeschützte Version, die für SQL-Abfragen verwendet wird, ohne Probleme über verschiedene Versionen hinweg verwendet werden, solange die Hauptversionsnummer dieselbe ist. Für die Replikation eines Anwendungsschemas auf ein Release mit einer anderen Hauptversionsnummer wenden Sie sich bitte an Ihre Kundenbetreuer bei InterSystems, um festzustellen, welche Kombinationen unterstützt werden. In vielen Szenarien, in denen der Quellcode des Schemas verfügbar ist, reicht es aus, das Schema auf dem Berichtsknoten neu zu kompilieren, um den schreibgeschützten Datenzugriff zu unterstützen.

Kunden aus verschiedenen Branchen haben ihre geschäftskritischen Anwendungen auf InterSystems IRIS implementiert. Viele Kunden reichern diese Anwendungen mit eingebetteten Analysen an, identifizieren aber auch zunehmend völlig neue Anwendungsfälle für Analysen und finden Möglichkeiten, die Anwendungsdaten zu monetarisieren. Für diese Anwendungsfälle ermöglicht die Mirroring-Technologie von InterSystems den schnellen Einsatz von Reporting-Knoten, die die Daten aus ihrem operativen System in einer Umgebung replizieren, die speziell für Reporting und Analysen vorgesehen ist. Eine wachsende Zahl von InterSystems-Kunden setzt dieses Muster erfolgreich ein und profitiert von der kurzen Time-to-Value ihrer Analyseprojekte, die durch die breite Palette an Analysetechnologien von InterSystems IRIS noch erweitert werden können. Die gesamte erforderliche Technologie ist bereits heute verfügbar und in jedem InterSystems-Produkt enthalten, so dass nur noch ein einfacher Konfigurationsschritt erforderlich ist.

Wenn Sie Ihre Betriebsdaten mit minimalen Auswirkungen auf die Anwendungen analysieren möchten, wenden Sie sich bitte an Ihr Account-Team, um Ihre Architektur zu besprechen.