Ejercicio: Automatizar un Pipeline ETL de Datos de Ventas

Concepto clave

En el mundo de la ingeniería de datos, Apache Airflow actúa como el director de orquesta que coordina múltiples músicos (tareas ETL) para crear una sinfonía armoniosa (pipeline de datos). Imagina una cadena de montaje en una fábrica: cada estación realiza una operación específica (extraer, transformar, cargar), y Airflow es el sistema de control que asegura que cada pieza llegue a tiempo y en el orden correcto.

Un DAG (Directed Acyclic Graph) es el plano maestro que define las dependencias entre tareas. Como un mapa de metro, muestra cómo llegar de un punto a otro sin bucles infinitos. En pipelines de ventas, esto significa que primero extraes datos de fuentes como CRM o bases de datos, luego los limpias y agrupas, y finalmente los cargas en un data warehouse para análisis.

Cómo funciona en la práctica

Vamos a construir un pipeline ETL para datos de ventas diarias. Supongamos que tienes datos en una base de datos PostgreSQL y quieres generar un reporte consolidado en BigQuery.

1. Extracción: Usa un operador de Airflow como PostgresOperator para ejecutar una consulta SQL que obtenga ventas del día.
2. Transformación: Implementa una función Python con PythonOperator que limpie datos (ej: corregir formatos de fecha) y calcule métricas como ventas totales por región.
3. Carga: Emplea BigQueryOperator para insertar los datos transformados en una tabla de BigQuery.

El DAG define que la transformación depende de la extracción, y la carga depende de la transformación. Airflow programa la ejecución diaria y maneja reintentos automáticos si falla una tarea.

Caso de estudio

Una empresa retail necesita automatizar su reporte de ventas diarias. Los datos vienen de tres fuentes: ventas online (API REST), ventas en tienda (archivo CSV en S3), y datos de clientes (MySQL).

El pipeline implementado en Airflow incluye:

• Tarea 1: Extraer datos de la API usando SimpleHttpOperator y guardarlos en un archivo temporal.
• Tarea 2: Descargar el CSV de S3 con S3KeySensor y S3ToLocalOperator.
• Tarea 3: Consultar MySQL con MySqlOperator.
• Tarea 4: Unir y transformar todos los datos con un script Python (PythonOperator).
• Tarea 5: Cargar el resultado a Redshift (RedshiftOperator).

El DAG se ejecuta cada día a las 2 AM, y un dashboard de Metabase consume los datos para mostrar KPIs a los gerentes.

En este caso, el pipeline redujo el tiempo de generación de reportes de 4 horas manuales a 15 minutos automatizados, con una confiabilidad del 99.9%.

Errores comunes

• No manejar fallos de conexión: Si una fuente de datos está caída, el pipeline falla. Solución: Usar sensores (Sensor) para esperar disponibilidad o implementar lógica de reintento con retries en los operadores.
• Dependencias circulares: Crear un DAG donde la tarea A depende de B y B depende de A, causando un bucle infinito. Solución: Diseñar el grafo asegurando que sea acíclico, revisando visualmente con la interfaz de Airflow.
• No limpiar recursos temporales: Archivos o conexiones que se acumulan tras cada ejecución. Solución: Usar PythonOperator con funciones que borren archivos temporales al final, o configurar cleanup en los operadores.
• Ignorar el timezone: Programar ejecuciones en UTC sin considerar husos horarios locales, lo que afecta reportes diarios. Solución: Configurar start_date y schedule_interval con timezone explícita usando pendulum.

Checklist de dominio

• Puedo diseñar un DAG con al menos 5 tareas y dependencias claras.
• Sé configurar operadores para fuentes comunes (PostgreSQL, S3, APIs).
• Implemento manejo de errores con reintentos y alertas (ej: email on failure).
• Uso variables de Airflow (Variable) para parámetros configurables como rutas de archivos.
• Pruebo el pipeline localmente con el scheduler de Airflow antes de desplegar a producción.
• Documento cada tarea con doc_md para mantener claridad en el equipo.
• Mido el performance del pipeline (tiempo de ejecución, uso de recursos) y optimizo si es necesario.

Automatizar un Pipeline ETL de Datos de Ventas con Airflow

Objetivo

Crear un DAG en Airflow que automatice un pipeline ETL para datos de ventas diarias, extrayendo de una fuente simulada, transformando los datos, y cargándolos a un destino.

Pasos

1. Configuración inicial: Instala Apache Airflow localmente o usa un entorno como Astronomer. Crea un nuevo archivo Python en la carpeta dags/ llamado sales_etl_pipeline.py.
2. Diseña el DAG: Define un DAG con ID sales_etl_daily, programado para ejecutarse diariamente a las 6 AM. Usa default_args para configurar reintentos (3) y dueños.
3. Implementa tareas:
   • Tarea 1 (extract_sales_data): Usa PythonOperator para simular extracción. Crea una función que genere datos de ventas aleatorios (ej: lista de diccionarios con campos: fecha, producto, cantidad, precio) y los guarde en un archivo JSON temporal.
   • Tarea 2 (transform_sales_data): Usa PythonOperator para transformar. Lee el archivo JSON, calcula el total de ventas por producto, y guarda el resultado en un nuevo archivo CSV.
   • Tarea 3 (load_sales_data): Usa PythonOperator para simular carga. Lee el CSV y muestra un resumen por consola (o, si tienes configurado, carga a una base de datos real como SQLite).
4. Define dependencias: Establece que transform_sales_data depende de extract_sales_data, y load_sales_data depende de transform_sales_data.
5. Prueba y ejecuta: Activa el DAG en la interfaz de Airflow, verifica que las tareas se ejecuten en orden y revisa los logs para confirmar que los datos se procesen correctamente.

Entrega

Sube el archivo sales_etl_pipeline.py a un repositorio Git o comparte capturas de pantalla de la ejecución exitosa en la interfaz de Airflow.

Pistas

• Usa la libreria random en Python para generar datos de ventas simulados en la extraccion.
• Para las dependencias, en Airflow se usa el operador >>, por ejemplo: tarea1 >> tarea2 >> tarea3.
• Asegurate de manejar rutas de archivos absolutas en las funciones para evitar errores en diferentes entornos.

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