2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Data LakeにおけるCloud Storageとは？

Cloud StorageにおけるData Lakeの基本
Professional Data Engineer試験のためのCloud Storageの重要ポイント

2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Data LakeにおけるCloud Storageについて解説します。

（★注意：GCP資格 Professional Data Engineer（PDE）試験の公式テキスト・問題集などを元に独自にまとめたものです）

Cloud StorageにおけるData Lakeの基本

Data LakeとCloud Storageの関係

Data Lakeは、あらゆる種類のデータをそのまま保存できるデータベースのことです。例えば、商品の売上データ、顧客の行動データ、ログデータなど、さまざまなデータを保存できます。

Cloud Storageは、Data Lakeのストレージコンポーネントとして重要な役割を果たします。Cloud Storageは、大量のデータを柔軟に、かつ低コストで保存できるため、Data Lakeの構築に適しています。

具体的には、以下のメリットがあります。

大量のデータを保存できる：Cloud Storageは、数テラバイトから数ペタバイトまで、幅広いデータ容量に対応しています。
さまざまなデータ形式に対応できる：Cloud Storageは、構造化データ、非構造化データ、半構造化データなど、あらゆるデータ形式をサポートしています。
スケーラブル：Data Lakeに保存するデータ量が増えても、Cloud Storageは柔軟にスケーリングして対応できます。
低コスト：大量のデータを保存する場合でも、Cloud Storageはコストを抑えて運用できます。

Data Lakeを活用することで、以下のメリットを享受できます。

顧客のニーズをより深く理解し、顧客満足度を向上させる
新たなビジネスチャンスを創出できる
コスト削減を実現できる

例えば、ある企業が、顧客の購買履歴や行動履歴などのデータをData Lakeに保存したとします。このデータを分析することで、企業は顧客のニーズをより深く理解し、顧客満足度を向上させます。

また、新たなビジネスチャンスを創出することもできます。例えば、顧客の購買履歴を分析することで、顧客におすすめの商品をパーソナライズして提案できます。

さらに、コスト削減も実現できます。例えば、Data Lakeを活用することで、データ分析にかかるコストを削減できます。

Cloud Storageは、大量のデータを柔軟に、かつ低コストで保存できるストレージサービスです。
Cloud Storageを活用することで、Data Lakeを構築し、さまざまなビジネスメリットを享受できます。

Data LakeとData Warehouseの違い：Cloud Storageの観点から

Data LakeとData Warehouseは、どちらもデータを保存するデータベースですが、保存するデータの種類や目的が異なります。

Data Lakeは、構造化されていない大量のデータを保存する場所です。例えば、商品の売上データ、顧客の行動データ、ログデータなど、さまざまなデータ形式のデータを保存できます。Data Lakeは、データをそのまま保存することで、データの変化や新たなデータの追加にも柔軟に対応できます。

Data Warehouseは、より構造化されたデータの分析用のストレージです。例えば、顧客の購買履歴データ、商品の販売履歴データなど、分析に適したデータ形式のデータを保存できます。Data Warehouseは、データの分析を効率的に行うために、データの構造を整理して保存しています。

Cloud Storageは、Data LakeとData Warehouseの両方のニーズに対応する柔軟性を持っています。Cloud Storageは、さまざまなデータ形式のデータを保存できるため、Data Lakeとして利用することができます。また、Cloud Storageは、データの構造を自由に変更することができるため、Data Warehouseとして利用することもできます。

例えば、ある企業が、顧客の購買履歴や行動履歴などのデータをCloud Storageに保存したとします。このデータをそのまま保存することで、Data Lakeとして利用できます。また、データを分析するために、データの構造を整理してData Warehouseに保存することもできます。このように、Cloud Storageは、データの保存と分析の両方のニーズに対応する、データベースの基盤として活用できます。

Data Lakeは、構造化されていない大量のデータをそのまま保存するデータベースです。
Data Warehouseは、より構造化されたデータの分析用のストレージです。
Cloud Storageは、Data LakeとData Warehouseの両方のニーズに対応する柔軟性を持っています。

具体的には、以下のような使い方ができます。

Data Lakeとして利用：顧客の購買履歴や行動履歴などのデータをそのまま保存して、データの変化や新たなデータの追加に対応する。
Data Warehouseとして利用：顧客の購買履歴データを分析するために、データの構造を整理して保存する。

Cloud Storageは、さまざまなデータの保存と分析のニーズに対応する、データベースの基盤として活用できます。

他のGoogle Cloudサービスとの統合

Cloud Storageは、Google Cloudの他のサービスと簡単に統合できます。たとえば、BigQueryでのデータ分析、Cloud Machine Learning Engineでの機械学習モデルのトレーニングなど、さまざまなシナリオでの活用が可能です。これらの統合により、データの価値を最大化し、ビジネスの意思決定を支援します。

Professional Data Engineer試験のためのCloud Storageの重要ポイント

Cloud Storageの設計と構築

Cloud Storageは、大量のデータを保存するためのストレージサービスです。PDE試験では、Cloud Storageの設計と構築に関する知識が問われます。

Cloud Storageの設計と構築で考慮すべき点は、以下の3つです。

データの種類：データの種類は、構造化データ、非構造化データ、半構造化データの3つに分けられます。構造化データは、表形式のデータで、データベースに保存するのに適しています。非構造化データは、テキスト、画像、動画などのデータで、ファイルシステムに保存するのに適しています。半構造化データは、構造化データと非構造化データの中間的なデータで、どちらの形式にも保存できます。
データ量：データ量は、Cloud Storageの利用料金に大きく影響します。データ量が多い場合は、スケーラブルなストレージソリューションを選ぶ必要があります。
アクセス頻度：アクセス頻度は、データのパフォーマンスに影響します。頻繁にアクセスされるデータは、高速なストレージソリューションを選ぶ必要があります。

これらの要素を基に、最適なストレージソリューションを選ぶ必要があります。また、コスト効率とパフォーマンスのバランスも考慮します。

Data Lakeにおけるデータ統合と移行

Data Lakeは、さまざまなデータ形式のデータをそのまま保存するデータベースです。PDE試験では、Data Lakeにおけるデータ統合と移行に関する知識が問われます。

データ統合と移行とは、多様なデータソースからのデータをData Lakeに集約するプロセスです。PDE試験では、異なるデータ形式やデータベースとの互換性、移行時のデータの整合性などが出題されます。

データ統合と移行には、以下の3つのステップがあります。

データの収集：データソースからデータを収集します。
データの整形：データの形式を統一します。
データの移行：データをData Lakeに移行します。

Cloud Storageでのデータセキュリティとアクセス管理

データセキュリティとアクセス管理は、特に重要なトピックです。PDE試験では、データセキュリティとアクセス管理に関する知識が問われます。

データセキュリティとは、データを不正アクセスや改ざんから保護することです。データアクセス管理とは、データへのアクセスを制御することです。

Cloud Storageでは、以下のセキュリティ機能を提供しています。

データの暗号化：データを暗号化して、不正アクセスから保護します。
アクセス制御：データへのアクセスを制御して、不正アクセスを防ぎます。
監査ログの管理：データへのアクセス履歴を記録して、不正アクセスを検知します。

これらのセキュリティ機能を活用して、データを安全に保つ必要があります。

以下にポイントをまとめます。

Cloud Storageは、大量のデータを保存するためのストレージサービスです。
Cloud Storageの設計と構築では、データの種類、量、アクセス頻度などを考慮する必要があります。
Data Lakeにおけるデータ統合と移行では、異なるデータ形式やデータベースとの互換性、移行時のデータの整合性などを考慮します。
Cloud Storageでのデータセキュリティとアクセス管理では、データの暗号化、アクセス制御、監査ログの管理などのセキュリティ機能を活用する必要があります。

具体的には、以下のような例を挙げることができます。

ある企業が、顧客の購買履歴や行動履歴などのデータをCloud Storageに保存したとします。このデータをData Lakeとして利用する場合、データの種類は非構造化データ、データ量は膨大、アクセス頻度は高いと考えられます。そのため、スケーラブルで高速なストレージソリューションを選択する必要があります。また、データのセキュリティ対策として、データの暗号化とアクセス制御を実施します。

Cloud Storageを活用して、さまざまなデータの保存と分析を行うことができます。