译文|简明指南:Apache Pulsar 的分层存储

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发布于: 2020 年 09 月 23 日
译文|简明指南:Apache Pulsar 的分层存储

在一些流数据用例场景中,用户希望将数据长时间存储在流中。虽然 Apache Pulsar 对 topic backlog 的大小没有限制,但将所有数据存储在 Pulsar 中较长时间,存储成本比较大。



本文介绍了 Apache Pulsar 的分层存储特性(在 2.1 及之后的版本可用),分层存储支持在不影响终端用户的条件下,将较旧的数据移动到长期存储中。



在推荐服务中,开发者不希望限制 backlog 的大小。以音乐服务为例,终端用户每听一首歌,就向 topic 中添加一条消息。使用这一 topic 训练推荐算法,根据终端用户听过的音乐推荐用户可能喜欢的音乐。然后,将计算结果推荐给用户,再循环这个过程。





推荐算法并非一成不变。音乐服务的数据科学家一直在不断优化推荐算法,以更好地预测用户喜欢的音乐,从而提高用户对推荐服务的满意度和参与度。



但是,如果每次修改算法时,都只运行修改时间点之后的用户数据,不仅预测的准确度会受到影响,判断算法的修改效果也会需要一段较长的时间。为了解决这一问题,算法需要尽可能多地运行用户历史数据。



Pulsar 允许用户存储任意大小的 topic backlog。当集群将要耗尽空间时,用户只需添加新的存储节点,系统将会自动重新平衡数据。但是,这样的操作运行一段时间后,运维成本十分昂贵。



Pulsar 通过提供分层存储(Apache Pulsar 2.1 起新增的特性)减少了成本/大小的损失。分层存储为用户提供大小不受限制的 backlog,且无需添加存储节点;卸载较旧的 topic 数据到长期存储中,长期存储的成本比在 Pulsar 集群中存储的成本低一个数量级。对于终端用户来说,消费存储在 Pulsar 集群或分层存储中的 topic 数据没有明显差别。位于 Pulsar 集群和分层存储中的 topic 生产和消费消息的方式也完全相同。



Pulsar 通过分片架构实现了分层存储。Pulsar topic 的消息日志由一系列分片组成。序列中的最后一个分片是 Pulsar 当前写入的分片。当前序列之前的所有分片都已封装,也就是说,这些分片中的数据不可变。由于数据不可变,因此可以轻易地将数据复制到另一个存储系统,而不必担心一致性的问题。复制完成后,可以立即更新消息日志元数据中的数据指针,并且可以删除 Pulsar 在 Apache BookKeeper 中存储的数据副本。





在 Pulsar 中使用分层存储



Pulsar 目前支持通过 Amazon S3、GCS(Google Cloud Storage)、Filesystem 进行长期存储。要使用 S3 进行分层存储,管理员需要先在 S3 中创建一个存储桶(bucket);然后,用存储桶和创建存储桶的区域配置 broker。



managedLedgerOffloadDriver=S3

s3ManagedLedgerOffloadRegion=eu-west-3

s3ManagedLedgerOffloadBucket=pulsar-topic-offload



用户不直接在 Pulsar 中配置身份验证。Pulsar 使用的 DefaultAWSCredentialsProviderChain 可以在多个位置查找验证信息。



配置验证信息最简单的方式是在 pulsar-env.sh 中设置环境变量。



关于配置身份验证方法的更多信息,参阅分层存储文档:http://pulsar.apache.org/docs/en/concepts-tiered-storage/



配置好所有 broker 后,就可以开始使用分层存储了。可以配置分层存储的数据卸载为自动运行,也可以手动触发。

自动迁移数据到长期存储



管理员可以为命名空间设置大小阈值策略。配置大小阈值策略后,如果命名空间中的任一 topic 在 Pulsar 集群上的数据大小超过了阈值,topic 就会卸载分片到长期存储中,直到 Pulsar 集群上的数据大小在阈值之内。



例如,当 Pulsar 集群上的数据大小超过 1 GB 时,指定命名空间中的 topic 卸载分片,可以使用以下命令:



pulsar-admin namespaces set-offload-threshold --size 1G my-tenant/my-namespace



当命名空间中的任一 topic 超过阈值时,topic 将会移动数据至长期存储,释放 Pulsar 集群上的存储空间。

手动卸载



除了配置自动卸载数据外,还可以通过 REST 接口或命令行界面在单个 topic 上手动触发卸载操作。要通过命令行界面触发,用户必须指定在 Pulsar 集群上为 topic 保留的最大数据量。如果 Pulsar 集群上的 topic 数据大小超过了设置的阈值,则将此 topic 上的分片移动到长期存储中,直到 Pulsar 集群上的数据大小在阈值之内。移动数据时,先移动较旧的分片。



pulsar-admin topics offload --size-threshold 10M my-tenant/my-namespace/topic1



更多关于配置和使用分层存储的信息,参阅分层存储文档:https://pulsar.apache.org/docs/en/cookbooks-tiered-storage/



Apache Pulsar 2.1 及之后的版本支持分层存储。

发布于: 2020 年 09 月 23 日 阅读数: 25
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Apache 软件基金会顶级项目,集消息、存储、轻量化函数式计算为一体,采用计算与存储分离架构设计,支持多租户、持久化存储、多机房跨区域数据复制,具有强一致性、高吞吐、低延时及高可扩展流数据存储特性。

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