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Ploomber 与 Kubeflow:让 MLOps 更简单

原文:www.kdnuggets.com/2022/02/ploomber-kubeflow-mlops-easier.html

在这篇简短的文章中,我将尝试总结 MLops 工具PloomberKubeflow之间的主要区别。我们将讨论 Ploomber、Kubeflow 管道的背景信息,以及为什么我们需要这些工具来让我们的生活更轻松。

我们将从 3 个主要领域来看这些差异:

  • 易用性

  • 协作与快速迭代

  • 调试、测试和可重现性

所以让我们深入了解吧!

背景

让我们从对常见数据/机器学习工作流的简要解释开始,了解为什么我们需要协调,它将如何帮助你更好更快地完成工作。

通常,当一个组织拥有数据并希望从中产生见解或预测(以推动业务结果)时,他们会聘请数据科学家或机器学习工程师来探索数据、准备数据并生成模型。这 3 项任务随后可以统一成一个数据管道,其中包括相关的任务:获取数据、清洗数据和训练模型。这种架构对数据管道来说相当基础,我们将为每个任务设定输入和输出,这就是定义管道内依赖关系的方式。

Ploomber vs Kubeflow:让 MLOps 更简单

ML-Basic 架构:我们运行的所有任务的示例(获取数据、工程化特征、合并数据),以适应我们的模型。(我发现用图表来解释要比深入代码更容易,“一图胜千言”)

什么是协调,为什么我们需要它?

一旦我们向流程中添加更多任务,它会突然变得更加复杂。在某些情况下,特别是在生产环境中,流程可能有并行任务,这些任务可以有一对多的输入和输出,但它总是从一个地方开始,结束于另一个地方。这通常被称为有向无环图(DAG)。DAG 是机器学习工作流的表示方式,在今天大多数常见的框架中,如 Ploomber、Kubeflow、Airflow、MLflow 等,它是控制和展示数据管道的方式。是的,这就是你在算法课程中学到的相同的 DAG 概念!(那些上过这门课的人)。一旦定义了每个任务的表示,协调器将遵循其顺序并执行每个任务、它的依赖项和输出,并在必要时重试(我们可以参考上面的 DAG)。

Kubeflow 与 Ploomber

现在进入主要内容,我们对基本的数据管道、常见结构和概念有了一些了解,了解了为什么我们需要这些。我们将从 4 个不同的角度审视这两种工具,以了解它们之间的差异,以及在何时需要使用每种工具。

易用性

我认为工具的价值来自于整体体验——设置、额外步骤、维护以及每个步骤的使用便利性。当我需要部署 Kubeflow 集群时,我遇到的第一个障碍是文档,大量页面和部署选项,此外,我后来发现我不能在我的笔记本电脑上本地运行,如果你想在考虑生产之前测试你的工作,这是一种相当基本的要求。大多数数据科学项目以“研究实验”开始,是否能够进入生产是不确定的。第一个问题之一是数据是否正确,我们是否有足够的数据?这里的最佳想法是通过启动本地环境而不是庞大的设置,迅速迭代这些问题。

现在回到设置上,我还发现安装后有两个版本,所以我继续使用旧版本(我不打算再经历一次漫长的安装过程)。一旦在我为其开设的云账户上配置了集群,我意识到我必须使用复杂的 Python API,并且在 Docker 上运行有一些限制(必须将任务保持为自由文本)。在这个过程中,我尝试了一个应该能简化这一切的框架,特别是在笔记本方面,Kale,但没有成功。另一方面,使用 Ploomber 从本地开始是直接的,我只需运行 pip install ploomber,然后可以从模板管道开始,在我的笔记本上进行开发。文档的结构方式是每个用例都有一本食谱,概念在一个地方得到解释。它支持本地和云端部署,所以一旦迭代完成,我可以直接提交任务到我的 Kubeflow 集群。对于基本操作有 CLI API,对于更高级的用户有 Python API。

协作和快速迭代

在 Kubeflow 中,当我每次需要通过容器运行时,它会拉取镜像,并且大约需要 1 分钟才能开始运行任务。此外,我无法真正登录到容器中查看发生了什么,像使用哪个镜像、当前使用了哪些依赖等基本信息都不可见。容器中的输出非常困难,有一个特定的位置可以保存它们,而完全没有参数化。最终,我不得不使用云存储来加快迭代速度。在 Ploomber 中,我可以简单地使用 pip 虚拟环境/conda 并以我想要的方式锁定版本(在生产环境中,这一点非常相关,因为 Jupyter 对新包的访问有限)。此外,由于代码通过 Python 在本地运行,我可以迭代每个任务并确切了解发生了什么,而无需为此创建整个新管道或更改代码。你可以准确地定义输出的保存位置,无论是本地还是云端。此外,由于笔记本代码被转换为脚本,我可以将代码推送到 Git 中,并与数据科学团队的其他成员协作。

调试、测试和可重现性

由于 Kubeflow(或者至少是我运行的 MiniKF)运行在云集群上,并且代码在容器内运行,因此调试和测试代码相当困难。我在他们的文档中找不到如何登录到容器并开始调试会话的说明。这使得测试代码非常困难。除此之外,由于无法登录到运行环境中查看当前的数据帧和不同的工件,因此几乎不可能重现每次运行。另一方面,在 Ploomber 中,不仅可以立即开始调试会话,而且还可以登录到你的 Docker 容器中,了解依赖关系。当代码是模块化的时,测试起来要容易得多,你不需要等待整个管道运行完成。

Ploomber vs Kubeflow: Making MLOps Easier

在 Jupyter 实例内部的交互式会话示例中,查看 dag 及其任务与远程运行的黑箱相比。

当 Kubeflow 变得有意义时

如果你已经准备好一个管道,并且在寻找一个高性能集群来部署它,经过所有的交互式数据探索、分析和迭代后,那么 Kubeflow 是一个不错的用例。当你在早期阶段,需要快速迭代数据和调整管道时,Ploomber 将是更好的选择,因为它简化了这一过程。你可以快速迭代你的工作流程,动作更快,当你准备好时,Kubeflow 连接器将允许你无缝部署最终的数据管道。

结论

总体而言,这是一次启发性的经历,让我理解了现有 Kubeflow 架构中的所有缺口,并通过 Ploomber 提供了解决方案。我相信数据科学和 MLops 的工作应该是简单、可维护和可重用的。我理解 Kubeflow 的定位,希望 V2 能为用户提供更顺畅的体验。在开发工具和基础设施中,选择不仅能解决问题的工具,还要容易上手且维护友好(如 Ploomber!),毕竟,工具在几个月内被替换的可能性不高。

感谢您一直读到这里!如果您正在寻找更好的解决方案来协调工作流程,不妨尝试一下 Ploomber

Ido Michael 共同创办了 Ploomber,以帮助数据科学家提高工作效率。他曾在 AWS 领导数据工程/科学团队。在与客户合作期间,他和团队单独构建了数百条数据管道。来自以色列的他来到纽约,攻读哥伦比亚大学的硕士学位。在发现项目通常将大约 30% 的时间用于将开发工作(原型)重构为生产管道后,他专注于建设 Ploomber。


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