ETL (Extract, Transform, Load) / ETL-Prozess

Was ist ETL?

Die Abkürzung ETL steht für „Extract, Transform, Load“ und beschreibt einen Prozess zur Datenintegration. Dieser dient der Übertragung von Daten aus den Quellsystemen in eine Zieldatenbank oder ein Data Warehouse. Im Rahmen dieses Prozesses werden Daten aus dem Quellsystem extrahiert, transformiert und in großen Datenmengen geladen. Dadurch wird eine hohe Datenqualität gewährleistet. In der Praxis setzen Data Engineers und Data Scientists auf ETL-Tools wie BusinessObjects Data Integrator oder Oracle. Der ETL-Prozess stellt eine effiziente Lösung zur Verarbeitung von Datenströmen in Echtzeit dar. Als Alternative zu ETL wird zunehmend ELT eingesetzt, wobei die Reihenfolge von Extraktion und Transformation sowie Laden umgekehrt erfolgt. Ein wesentlicher Bestandteil des ETL-Prozesses ist das Change Data Capture, welches Änderungen in den Quelldatenbanken nachverfolgt. Auch Microsoft bietet Lösungen für den ETL-Einsatz, um eine skalierbare Datenverarbeitung zu ermöglichen. Der wesentliche Unterschied zwischen ETL und ELT liegt in der Reihenfolge sowie den verwendeten Technologien.

Wie funktioniert ETL?

1. Extraktion:

   • Datenquellen: Daten werden aus diversen Quellen wie Datenbanken, CSV-Dateien, APIs oder Cloud-Speichern entnommen.
   • Auswahl relevanter Daten: Nur die benötigten Daten werden extrahiert, um die nachfolgenden Prozesse zu beschleunigen.

2. Transformation:

   • Datenbereinigung: Fehlerhafte, unvollständige oder widersprüchliche Daten werden korrigiert oder entfernt.
   • Datenkonvertierung: Daten werden in ein einheitliches Format umgewandelt (z.B. Datumsformate, Währungen).
   • Datenaggregation: Mehrere Datensätze werden zu einer Zusammenfassung zusammengefasst.
   • Datenberechnung: Neue Felder oder Kennzahlen werden berechnet (z.B. Durchschnittswerte, Prozentsätze).

3. Laden:

   • Zielsystem: Die transformierten Daten werden in ein Zielsystem (Data Warehouse, Data Lake) geladen.
   • Schema-Mapping: Die Daten werden in die entsprechende Struktur des Zielsystems überführt.

Warum ist ETL wichtig?

ETL steht für die drei Schritte „extrahieren“, „transformieren“ und „laden“. Der ETL-Prozess spielt eine entscheidende Rolle bei der Konsolidierung von Daten aus unterschiedlichen Quellen, wie beispielsweise Oracle- oder Microsoft-Quelldatenbanken, in eine Zieldatenbank. Im Rahmen dessen werden die Rohdaten bereinigt und in ein strukturiertes Schema überführt.

Die Nutzung eines ETL-Tools, wie IBM oder AWS Glue, ermöglicht es Unternehmen, Daten aus mehreren Quellsystemen mit minimalem Aufwand zu verwalten. Eine sorgfältige Datenintegration ist für Data Warehouses und Data Lakes von großem Vorteil, da sie eine konsolidierte Sicht auf Datensätze ermöglicht.

Im Rahmen des ETL-Prozesses werden Daten transformiert und in Data Marts oder Data Warehouses geladen. ETL wird zunehmend als Alternative zu ELT anerkannt, wobei Daten bereinigt und effizient zusammengeführt werden, um bessere Analysen und Berichte zu ermöglichen.

Anwendungsbereiche von ETL

• Business Intelligence und Analytics

  • Interaktive Dashboards: Erstellung dynamischer Dashboards, die Echtzeit-Einblicke in Geschäftsprozesse bieten.
  • Ad-hoc-Analysen: Ermöglichung von flexiblen und spontanen Analysen auf Basis der integrierten Daten.
  • Prognosemodelle: Entwicklung von Prognosemodellen zur Vorhersage zukünftiger Trends und Entwicklungen.

  2. Data Science und Machine Learning

  • Feature Engineering: Erstellung relevanter Merkmale für Machine Learning-Modelle.
  • Modelltraining: Bereitstellung von hochwertigen Trainingsdaten für Algorithmen.
  • Modellvalidierung: Überprüfung der Modellperformance auf Basis der transformierten Daten.

  3. Data Warehousing und Data Lakes

  • Datenharmonisierung: Vereinheitlichung von Datenstrukturen und -formaten aus verschiedenen Quellen.
  • Zeitreihenanalyse: Analyse von zeitlich geordneten Daten für Trendanalysen und Prognosen.
  • Master Data Management: Verwaltung und Pflege zentraler Stammdaten.

  4. Risikomanagement und Compliance

  • Fraud Detection: Erkennung von Betrugsfällen durch Analyse von Transaktionsdaten.
  • Compliance Reporting: Erstellung von Berichten zur Erfüllung gesetzlicher Anforderungen.
  • Risikobewertung: Bewertung von Risiken auf Basis historischer Daten.

  5. Personalisierung und Customer Experience

  • Kundensegmentierung: Aufteilung von Kunden in homogene Gruppen für gezielte Marketingmaßnahmen.
  • Empfehlungssysteme: Entwicklung von personalisierten Produktempfehlungen.
  • Customer Journey Analysis: Analyse von Kundeninteraktionen für eine bessere Customer Experience.

  6. Forschung und Entwicklung

  • Wissenschaftliche Datenanalyse: Verarbeitung großer Datenmengen aus Experimenten und Simulationen.
  • Bioinformatik: Analyse von Genomdaten und Proteindaten.
  • Geowissenschaften: Verarbeitung von geospatialen Daten für Klimamodelle und Ressourcenexploration.

  Zusätzliche Aspekte

  • Datenmigration: Überführung von Daten aus veralteten Systemen in neue Plattformen.
  • Datenarchivierung: Langfristige Speicherung und Verwaltung historischer Daten.
  • Datenqualität: Sicherstellung der Datenqualität durch kontinuierliche Überwachung und Verbesserung.
  • Datenvirtualisierung: Virtuelle Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Quellen ohne physische Integration.

ETL-Tools und Technologien

Es gibt eine Vielzahl von ETL-Tools, sowohl kommerziell (Informatica PowerCenter, SAP Data Services) als auch Open-Source (Talend, Apache Airflow). Die Wahl des richtigen Tools hängt von Faktoren wie Datenvolumen, Komplexität, Integration in bestehende Systeme und Budget ab.

Vergleich ausgewählter ETL-Tools

Erweiterte Trends im ETL-Bereich

1. No-Code/Low-Code ETL

• Demokratisierung von ETL: Durch die Bereitstellung von intuitiven, grafischen Benutzeroberflächen können auch Benutzer ohne tiefgehende technische Kenntnisse ETL-Prozesse erstellen und verwalten.
• Beschleunigung von Projekten: Weniger Zeitaufwand für die Entwicklung und Wartung von ETL-Pipelines.
• Beispiele für Tools: Fivetran, Stitch, Airbyte

2. Echtzeit-ETL

• Reaktive Datenverarbeitung: Sofortige Verarbeitung von Daten, sobald sie verfügbar sind.
• Anwendungen: Internet der Dinge (IoT), Finanzmärkte, Social Media Monitoring.
• Herausforderungen: Hohe Anforderungen an die Systemleistung und Skalierbarkeit.

3. Datenqualität und Governance

• Automatische Datenprofilierung: Erkennung von Datenmustern und -anomalien.
• Datenbereinigung: Verbesserung der Datenqualität durch automatische Korrektur von Fehlern und Inkonsistenzen.
• Compliance: Einhaltung von Datenschutzbestimmungen (z.B. DSGVO) und Branchenstandards.

4. Integration mit anderen Technologien

• ETL und Cloud-native Technologien: Nahtlose Integration von ETL-Prozessen in Cloud-Plattformen wie AWS, Azure und GCP.
• ETL und Data Mesh: Dezentrale Datenarchitektur, bei der ETL eine wichtige Rolle bei der Datenintegration spielt.
• ETL und DataOps: Automatisierung und DevOps-Praktiken für ETL-Prozesse.

5. Spezialisierte ETL-Tools für bestimmte Branchen

• Healthcare: ETL für klinische Daten, Genomics und medizinische Bildgebung.
• Finanzen: ETL für Hochfrequenzdaten, Risikomanagement und Compliance.
• E-Commerce: ETL für Kundeninteraktionsdaten, Produktkataloge und Bestellinformationen.

Vertiefung bestehender Trends

• Cloud-basiertes ETL:
  • Serverlose Funktionen: Einsatz von Serverless-Funktionen wie AWS Lambda oder Azure Functions für einzelne ETL-Aufgaben.
  • Managed ETL-Dienste: Vollständig verwaltete ETL-Dienste, die von Cloud-Anbietern bereitgestellt werden.
• Automatisierung:
  • Machine Learning für die Datenaufbereitung: Automatische Erkennung von Datenmustern und Generierung von Transformationen.
  • Robotic Process Automation (RPA): Automatisierung von manuellen Datenintegrationsprozessen.
• Serverless ETL:
  • Kostenvorteile: Bezahlung nach tatsächlichem Verbrauch.
  • Skalierbarkeit: Automatische Anpassung der Ressourcen an die Workload.

Zurück zum Lexikon