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FlieBeat & Kafka & Clickhouse 替代ELK 系列一

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-08-15
背景 saas服务未来会面临数据安全、合规等问题。公司的业务需要沉淀一套私有化部署能力,帮助业务提升行业竞争力。为了完善平台系统能力、我们需要沉淀一套数据体系帮助运营分

背景

saas服务未来会面临数据安全、合规等问题。公司的业务需要沉淀一套私有化部署能力,帮助业务提升行业竞争力。为了完善平台系统能力、我们需要沉淀一套数据体系帮助运营分析活动效果、提升运营能力。然而在实际的开发过程中,如果直接部署一套大数据体系,对于使用者来说将是一笔比较大的服务器开销。为此我们选用折中方案完善数据分析能力。

elasticsearch vs clickhouse

ClickHouse是一款高性能列式分布式数据库管理系统,我们对ClickHouse进行了测试,发现有下列优势:

ClickHouse写入吞吐量大,单服务器日志写入量在50MB到200MB/s,每秒写入超过60w记录数,是ES的5倍以上。在ES中比较常见的写Rejected导致数据丢失、写入延迟等问题,在ClickHouse中不容易发生。

查询速度快,官方宣称数据在pagecache中,单服务器查询速率大约在2-30GB/s;没在pagecache的情况下,查询速度取决于磁盘的读取速率和数据的压缩率。经测试ClickHouse的查询速度比ES快5-30倍以上。

ClickHouse比ES服务器成本更低。一方面ClickHouse的数据压缩比比ES高,相同数据占用的磁盘空间只有ES的1/3到1/30,节省了磁盘空间的同时,也能有效的减少磁盘IO,这也是ClickHouse查询效率更高的原因之一;另一方面ClickHouse比ES占用更少的内存,消耗更少的CPU资源。我们预估用ClickHouse处理日志可以将服务器成本降低一半。

FlieBeat & Kafka & Clickhouse 替代ELK 系列一_数据

支持功能\开源项目

ElasticSearch

ClickHouse

查询

java

c++

存储类型

文档存储

列式数据库

分布式支持

分片和副本都支持

分片和副本都支持

扩展性



写入速度



CPU/内存占用



存储占用(54G日志数据导入)

高 94G(174%)

低 23G(42.6%)

精确匹配查询速度

一般


模糊匹配查询速度



权限管理

支持

支持

查询难度



可视化支持



使用案例

很多

携程

维护难度



成本分析

备注:在没有任何折扣的情况下,基于aliyun分析

成本项

标准

费用

说明

总费用

zookeeper 集群

2核4g 共享计算型 n4 50G SSD 云盘

222/月

3台高可用

666/月

kafka 集群

4核 8g 共享标准型 s650G SSD 云盘300G 数据盘

590/月

3台高可用

1770/月

filebeat 部署

混部相关的应用,会产生一定的内存以及磁盘开销,对应用的可用性会造成一定的影响。

clickhouse

16核32g 共享计算型 n450G SSD 云盘1000G 数据盘

2652/月

2台高可用

5304/月

总费用

7740/月

环境部署

zookeeper 集群部署

FlieBeat & Kafka & Clickhouse 替代ELK 系列一_数据_02


yum install java-1.8.0-openjdk-devel.x86_64
/etc/profile 配置环境变量
更新系统时间
yum install ntpdate
ntpdate asia.pool.ntp.org

mkdir zookeeper
mkdir ./zookeeper/data
mkdir ./zookeeper/logs

wget --no-check-certificate https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.7.1/apache-zookeeper-3.7.1-bin.tar.gz
tar -zvxf apache-zookeeper-3.7.1-bin.tar.gz -C /usr/zookeeper

export ZOOKEEPER_HOME=/usr/zookeeper/apache-zookeeper-3.7.1-bin
export PATH=$ZOOKEEPER_HOME/bin:$PATH

进入ZooKeeper配置目录
cd $ZOOKEEPER_HOME/conf

新建配置文件
vi zoo.cfg

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/usr/zookeeper/data
dataLogDir=/usr/zookeeper/logs
clientPort=2181
server.1=zk1:2888:3888
server.2=zk2:2888:3888
server.3=zk3:2888:3888

在每台服务器上执行,给zookeeper创建myid
echo "1" > /usr/zookeeper/data/myid
echo "2" > /usr/zookeeper/data/myid
echo "3" > /usr/zookeeper/data/myid

进入ZooKeeper bin目录
cd $ZOOKEEPER_HOME/bin
sh zkServer.sh start

Kafka 集群部署

mkdir -p /usr/kafka
chmod 777 -R /usr/kafka
wget --no-check-certificate https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/kafka/3.2.0/kafka_2.12-3.2.0.tgz
tar -zvxf kafka_2.12-3.2.0.tgz -C /usr/kafka

不同的broker Id 设置不一样,比如 1,2,3
broker.id=1
listeners=PLAINTEXT://ip:9092
socket.send.buffer.bytes=102400
socket.receive.buffer.bytes=102400
socket.request.max.bytes=104857600
log.dir=/usr/kafka/logs
num.partitions=5
num.recovery.threads.per.data.dir=3
offsets.topic.replication.factor=2
transaction.state.log.replication.factor=3
transaction.state.log.min.isr=3
log.retention.hours=168
log.segment.bytes=1073741824
log.retention.check.interval.ms=300000
zookeeper.connect=zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181
zookeeper.connection.timeout.ms=30000
group.initial.rebalance.delay.ms=0

后台常驻进程启动kafka
nohup /usr/kafka/kafka_2.12-3.2.0/bin/kafka-server-start.sh /usr/kafka/kafka_2.12-3.2.0/config/server.properties >/usr/kafka/logs/kafka.log >&1 &

/usr/kafka/kafka_2.12-3.2.0/bin/kafka-server-stop.sh

$KAFKA_HOME/bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server ip:9092

$KAFKA_HOME/bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server ip:9092 --topic test --from-beginning

$KAFKA_HOME/bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server ip:9092 --replication-factor 2 --partitions 3 --topic xxx_data

FileBeat 部署

sudo rpm --import https://packages.elastic.co/GPG-KEY-elasticsearch

Create a file with a .repo extension (for example, elastic.repo) in your /etc/yum.repos.d/ directory and add the following lines:
在/etc/yum.repos.d/ 目录下创建elastic.repo

[elastic-8.x]
name=Elastic repository for 8.x packages
baseurl=https://artifacts.elastic.co/packages/8.x/yum
gpgcheck=1
gpgkey=https://artifacts.elastic.co/GPG-KEY-elasticsearch
enabled=1
autorefresh=1
type=rpm-md

yum install filebeat
systemctl enable filebeat
chkconfig --add filebeat

FileBeat 配置文件说明,坑点1(需设置keys_under_root: true)。如果不设置kafka的消息字段如下:

FlieBeat & Kafka & Clickhouse 替代ELK 系列一_kafka_03

文件目录: /etc/filebeat/filebeat.yml

filebeat.inputs:
- type: log
enabled: true
paths:
- /root/logs/xxx/inner/*.log
json:
如果不设置该索性,所有的数据都存储在message里面,这样设置以后数据会平铺。
keys_under_root: true
output.kafka:
hosts: ["kafka1:9092", "kafka2:9092", "kafka3:9092"]
topic: 'xxx_data_clickhouse'
partition.round_robin:
reachable_only: false
required_acks: 1
compression: gzip
processors:
剔除filebeat 无效的字段数据
- drop_fields:
fields: ["input", "agent", "ecs", "log", "metadata", "timestamp"]
ignore_missing: false

nohup ./filebeat -e -c /etc/filebeat/filebeat.yml > /user/filebeat/filebeat.log &
输出到filebeat.log文件中,方便排查

clickhouse 部署

FlieBeat & Kafka & Clickhouse 替代ELK 系列一_kafka_04

检查当前CPU是否支持SSE 4.2,如果不支持,需要通过源代码编译构建
grep -q sse4_2 /proc/cpuinfo && echo "SSE 4.2 supported" || echo "SSE 4.2 not supported"
返回 "SSE 4.2 supported" 表示支持,返回 "SSE 4.2 not supported" 表示不支持

创建数据保存目录,将它创建到大容量磁盘挂载的路径
mkdir -p /data/clickhouse
修改/etc/hosts文件,添加clickhouse节点
举例:
10.190.85.92 bigdata-clickhouse-01
10.190.85.93 bigdata-clickhouse-02

服务器性能参数设置:
cpu频率调节,将CPU频率固定工作在其支持的最高运行频率上,而不动态调节,性能最好
echo 'performance' | tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

内存调节,不要禁用 overcommit
echo 0 | tee /proc/sys/vm/overcommit_memory

始终禁用透明大页(transparent huge pages)。 它会干扰内存分配器,从而导致显着的性能下降
echo 'never' | tee /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled

首先,需要添加官方存储库:
yum install yum-utils
rpm --import <https://repo.clickhouse.tech/CLICKHOUSE-KEY.GPG>
yum-config-manager --add-repo <https://repo.clickhouse.tech/rpm/stable/x86_64>

查看clickhouse可安装的版本:
yum list | grep clickhouse
运行安装命令:
yum -y install clickhouse-server clickhouse-client

修改/etc/clickhouse-server/config.xml配置文件,修改日志级别为information,默认是trace
<level>information</level>
执行日志所在目录:

正常日志
/var/log/clickhouse-server/clickhouse-server.log
异常错误日志
/var/log/clickhouse-server/clickhouse-server.err.log

查看安装的clickhouse版本:
clickhouse-server --version
clickhouse-client --password

sudo clickhouse stop
sudo clickhouse tart
sudo clickhouse start

FlieBeat & Kafka & Clickhouse 替代ELK 系列一_数据_05

总结

整个部署的过程踩了不少坑,尤其是filebeat yml的参数设置。clickhouse 的配置说明我会再更新一篇跟大家同步一下过程中踩的坑。很久没有更新博客了,经常看到博客35岁以后怎么办的问题。说实话我自己也没想好以后怎么办,核心还是持续的学习&输出。不断的构建自己的护城河,不管是技术专家、业务专家、架构、管理等。个人建议如果能持续写代码就奋战在一线,管理彻底与公司绑定。除非你是有名的大厂,这另外看。如果所在的公司缺乏较大的行业影响力,个人感觉可以奋战在一线,未来选择新的工作。考量更多的还是行业影响、商业sense、技术架构能力。


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