Introdução ao Apache NiFi
Neste artigo, você vai descobrir o que é o Apache NiFi, sua origem, as razões para usá-lo, seus casos de uso, os pré-requisitos necessários para o aprendizado e as vantagens de sua adoção. Ao final deste artigo, você será capaz de:
- Definir o que é o Apache NiFi e seu propósito.
- Conhecer a história e a evolução do Apache NiFi.
- Identificar os benefícios e desafios associados ao uso do Apache NiFi.
- Reconhecer cenários e aplicações práticas do Apache NiFi.
- Entender os requisitos para aprender e usar o Apache NiFi.
O que é o Apache NiFi?
O Apache NiFi é um sistema projetado para processar e distribuir dados, utilizando grafos direcionados para roteamento, transformação e mediação de dados. Com uma interface de usuário baseada em navegador, o NiFi fornece rastreamento de proveniência de dados, baixa latência, alta vazão e priorização dinâmica, além de outros recursos valiosos para engenheiros e cientistas de dados.
O sistema foi construído para automatizar e gerenciar o fluxo de informações entre sistemas diversos. O Apache NiFi facilita a criação, controle, monitoramento e modificação de grafos de fluxo de dados de forma intuitiva, usando componentes visuais. Ele também permite rastrear, auditar, depurar e otimizar o fluxo de dados, fornecendo informações detalhadas sobre a origem, o destino, o conteúdo e o histórico dos dados.
Origem do Apache NiFi
O Apache NiFi tem sua origem no projeto Niagarafiles, que foi desenvolvido pela Agência de Segurança Nacional dos Estados Unidos (NSA) em 2006. O objetivo do projeto era criar uma plataforma de processamento e distribuição de dados que fosse capaz de lidar com grandes volumes, alta velocidade e alta variedade de dados, provenientes de diversas fontes, como sensores, satélites, redes sociais, etc. O projeto também buscava atender aos requisitos de segurança, confiabilidade, escalabilidade e flexibilidade da NSA.
Em 2014, o projeto Niagarafiles foi doado pela NSA para a Apache Software Foundation, que é uma organização sem fins lucrativos que promove o desenvolvimento de software livre e de código aberto. O projeto foi renomeado para Apache NiFi e passou a ser mantido por uma comunidade de desenvolvedores voluntários, que contribuem com novas funcionalidades, correções de bugs, documentação, testes, etc. O Apache NiFi se tornou um projeto de alto nível da Apache Software Foundation em 2015, o que significa que ele atingiu um grau de maturidade, qualidade e estabilidade suficiente para ser usado em ambientes de produção.
Desde então, vem sendo adotado por diversas organizações e indústrias, que usam o sistema para resolver problemas de integração, análise, processamento e distribuição de dados. Além disso, também vem sendo aprimorado e expandido pela comunidade, que adiciona novos componentes, novas funcionalidades, novas integrações e novas melhorias ao sistema. Atualmente é um dos projetos mais populares e ativos da Apache Software Foundation, com mais de 300 contribuidores e mais de 2000 commits.
Por que usar o Apache NiFi
O Apache NiFi é uma ferramenta poderosa, confiável e fácil de usar para processar e distribuir dados. Ele oferece diversas vantagens em relação a outras ferramentas de dataflow, tais como:
- Interface de usuário intuitiva e interativa, que permite criar e modificar fluxos de dados usando componentes visuais, sem a necessidade de escrever código ou scripts.
- Rastreamento de proveniência de dados, que permite acompanhar a origem, o destino, o conteúdo e o histórico dos dados que passam pelo sistema, facilitando a auditoria, a depuração e a otimização dos fluxos de dados.
- Baixa latência e alta vazão, que permitem processar e distribuir dados em tempo real ou quase real, atendendo aos requisitos de performance e escalabilidade dos sistemas modernos.
- Priorização dinâmica, que permite ajustar a ordem e a velocidade de processamento e distribuição dos dados, de acordo com as necessidades e as preferências do usuário ou da aplicação.
- Extensibilidade e flexibilidade, que permitem adicionar novos componentes, novas funcionalidades, novas integrações e novas melhorias ao sistema, usando a arquitetura modular e a API do NiFi.
- Segurança e confiabilidade, que permitem proteger e recuperar os dados que transitam pelo sistema, usando mecanismos de criptografia, autenticação, autorização, backup, etc.
Onde o Apache NiFi pode ser utilizado
O Apache NiFi é uma ferramenta versátil e adaptável, ideal para uma variedade de cenários e aplicações no processamento e distribuição de dados. Eis alguns casos de uso relevantes:
- Modernização de Software Legado: O Apache NiFi atua como um orquestrador entre sistemas legados e modernos, facilitando sua integração, migração e atualização. Capaz de ler e escrever dados em diversos formatos, protocolos e sistemas (como arquivos, bancos de dados, APIs, mensagens, etc.), o NiFi também transforma, enriquece, filtra, roteia e media os dados conforme as regras de negócio e necessidades específicas dos sistemas.
- Integrações Diversas: Utilizado como plataforma de integração entre sistemas e serviços variados, como gateways de pagamento, marketplaces, e sistemas de gestão de estoque e preços, o Apache NiFi conecta-se a múltiplas fontes e destinos de dados. Ele suporta uma gama de protocolos e formatos, incluindo HTTP, FTP, MQTT, AMQP, JSON, XML, etc., e oferece funcionalidades para validar, criptografar, autenticar e autorizar dados, garantindo a segurança e privacidade necessárias.
- Log e Eventos: Como uma ferramenta para coletar, processar e distribuir dados de log e eventos, o NiFi é eficaz em ambientes com servidores, sensores, câmeras, etc. Ele pode capturar e transmitir esses dados em tempo real ou quase real, usando protocolos e formatos diversos, como Syslog, SNMP, Kafka, Flume, etc. Além disso, enriquece, filtra, roteia e agrega esses dados, atendendo às necessidades de análise e monitoramento.
- Transformação de Dados: O Apache NiFi é útil na conversão, normalização e padronização de dados de várias fontes e destinos, como arquivos, bancos de dados, APIs e mensagens. Ele lê e escreve em formatos variados, incluindo texto, binário, JSON, XML, CSV, Avro, Parquet, etc., e executa diversas operações sobre os dados, como substituição, extração, concatenação, divisão e formatação.
- Data Lake: No contexto de data lakes, o Apache NiFi serve como uma ferramenta eficaz para a ingestão, armazenamento e acesso a dados brutos e refinados. Ele pode interagir com diferentes sistemas de armazenamento, como HDFS, S3, Azure Blob, etc., e oferece capacidades para organizar, catalogar, indexar e comprimir dados, facilitando a consulta e a análise por parte dos usuários e sistemas.
Recursos do Apache NiFi
Reconhecido como uma plataforma de integração de dados de alto desempenho, a ferramenta oferece uma série de recursos e benefícios que ampliam seu valor.
- Interface web de fácil uso, que permite criar, monitorar e controlar os fluxos de dados de forma intuitiva e visual.
- Rastreamento de proveniência de dados, que permite acompanhar a origem, o destino, o histórico e os atributos de cada dado que passa pelo sistema.
- Configuração extensa, que permite ajustar os parâmetros, as propriedades e as políticas de cada componente do fluxo de dados, de acordo com as necessidades e preferências do usuário.
- Entrega tolerante a perdas e garantida, que permite escolher entre diferentes níveis de confiabilidade e qualidade dos dados, dependendo da criticidade e da disponibilidade de cada fluxo de dados.
- Baixa latência e alta vazão, que permitem processar e distribuir grandes volumes de dados em tempo real ou próximo do real.
Priorização dinâmica, que permite definir e alterar a ordem de execução dos fluxos de dados, de acordo com a relevância e a urgência de cada um. - Modificação de configuração em tempo de execução, que permite alterar os componentes e as propriedades dos fluxos de dados sem interromper o funcionamento do sistema.
- Controle de pressão de retorno, que permite limitar e gerenciar o tamanho e a idade das filas de dados, evitando sobrecargas e desperdícios de recursos.
- Design extensível, que permite criar e adicionar componentes personalizados ao sistema, ampliando as funcionalidades e as possibilidades do Apache NiFi.
- Desenvolvimento rápido e teste iterativo, que permitem criar e validar os fluxos de dados de forma ágil e eficiente, usando metodologias e ferramentas modernas.
- Comunicação segura, que permite criptografar e autenticar os dados que transitam pelo sistema, usando protocolos e padrões reconhecidos e confiáveis.
- Gerenciamento de autorização e política multi-inquilino, que permite definir e aplicar regras de acesso e uso dos dados, de acordo com os perfis e os papéis dos usuários e dos sistemas.
Pré-requisitos para Aprender Apache NiFi
Para aprender e usar eficientemente o Apache NiFi, é recomendável ter conhecimento em:
- Conceitos Básicos de Processamento e Distribuição de Dados: Entender fluxos de dados, componentes, conexões e eventos.
- Fundamentos de Sistemas Distribuídos: Familiaridade com escalabilidade, confiabilidade, tolerância a falhas e balanceamento de carga.
- Segurança e Privacidade de Dados: Conhecimentos sobre criptografia, autenticação, autorização e auditoria.
- Formatos e Protocolos de Dados: Compreensão de formatos como texto, binário, JSON, XML, CSV, Avro, Parquet e protocolos como HTTP, FTP, MQTT, AMQP.
- Ferramentas e Plataformas de Dados: Familiaridade com arquivos, bancos de dados, APIs, mensagens, HDFS, S3, Azure Blob, entre outros.
- Lógica, Algoritmos e Programação: Útil para criar e modificar fluxos de dados complexos e personalizados.
É necessário também um computador com acesso à internet e especificações mínimas, como:
- Sistema Operacional: Windows, Linux ou Mac OS.
- Processador: 2 GHz ou superior.
- Memória: 4 GB ou superior.
- Disco: 10 GB ou superior.
- Java: versão 8 ou superior.
Vantagens ao Adotar o Apache NiFi
Adotar o Apache NiFi para processamento e distribuição de dados traz benefícios significativos, como:
- Produtividade: Crie e modifique fluxos de dados rapidamente com a interface de usuário intuitiva do NiFi, sem necessidade de programação. Reutilize e compartilhe fluxos de dados existentes, aproveitando grupos de processos e portas de entrada e saída.
- Qualidade: Garanta a qualidade e integridade dos dados com os mecanismos de validação, criptografia, autenticação e autorização do NiFi. Monitore e otimize o desempenho dos fluxos de dados usando informações detalhadas de proveniência, status e eventos.
- Inovação: Explore novas possibilidades e soluções para necessidades de dados com a extensibilidade e flexibilidade do NiFi. Integre-se e comunique-se com uma variedade de sistemas e serviços, utilizando diversos tipos de componentes, formatos e protocolos disponíveis.
