প্রমিথিউস 2 এ টিএসডিবি বিশ্লেষণ

প্রমিথিউস 2-এ টাইম সিরিজ ডাটাবেস (টিএসডিবি) একটি প্রকৌশল সমাধানের একটি দুর্দান্ত উদাহরণ যা প্রমিথিউস 2 সঞ্চয়স্থান v1-এর তুলনায় ডেটা সংগ্রহ এবং অনুসন্ধানের গতি এবং সংস্থান দক্ষতার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য উন্নতি প্রস্তাব করে। আমরা পারকোনা মনিটরিং অ্যান্ড ম্যানেজমেন্ট (PMM) এ Prometheus 2 বাস্তবায়ন করছিলাম এবং আমি Prometheus 2 TSDB-এর কর্মক্ষমতা বোঝার সুযোগ পেয়েছি। এই নিবন্ধে আমি এই পর্যবেক্ষণের ফলাফল সম্পর্কে কথা বলব।

প্রমিথিউস গড় কাজের চাপ

যারা সাধারণ উদ্দেশ্য ডাটাবেস নিয়ে কাজ করতে অভ্যস্ত তাদের জন্য, সাধারণ প্রমিথিউস কাজের চাপ বেশ আকর্ষণীয়। ডেটা সঞ্চয়ের হার একটি স্থিতিশীল মানের দিকে থাকে: সাধারণত আপনি যে পরিষেবাগুলি পর্যবেক্ষণ করেন সেগুলি প্রায় একই পরিমাণ মেট্রিক্স পাঠায় এবং অবকাঠামো তুলনামূলকভাবে ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হয়।
তথ্যের জন্য অনুরোধ বিভিন্ন উত্স থেকে আসতে পারে. তাদের মধ্যে কিছু, সতর্কতার মতো, একটি স্থিতিশীল এবং অনুমানযোগ্য মান লক্ষ্য করে। অন্যান্য, যেমন ব্যবহারকারীর অনুরোধ, স্পাইক সৃষ্টি করতে পারে, যদিও এটি বেশিরভাগ কাজের চাপের ক্ষেত্রে নয়।

লোড পরীক্ষা

পরীক্ষার সময়, আমি ডেটা জমা করার ক্ষমতার উপর ফোকাস করেছি। আমি এই স্ক্রিপ্ট ব্যবহার করে একটি লিনোড পরিষেবাতে Go 2.3.2 (PMM 1.10.1 এর অংশ হিসাবে) এর সাথে সংকলিত প্রমিথিউস 1.14 স্থাপন করেছি: স্ট্যাকস্ক্রিপ্ট. সবচেয়ে বাস্তবসম্মত লোড প্রজন্মের জন্য, এই সঙ্গে স্ট্যাকস্ক্রিপ্ট আমি একটি বাস্তব লোড (Sysbench TPC-C টেস্ট) সহ বেশ কয়েকটি MySQL নোড চালিয়েছি, যার প্রতিটি 10টি Linux/MySQL নোড অনুকরণ করেছে।
নিম্নলিখিত সমস্ত পরীক্ষাগুলি আটটি vCores এবং 32 GB মেমরি সহ একটি Linode সার্ভারে সঞ্চালিত হয়েছিল, 20টি MySQL দৃষ্টান্ত পর্যবেক্ষণ করে 800 লোড সিমুলেশন চালানো হয়েছে৷ অথবা, প্রমিথিউসের পরিপ্রেক্ষিতে, প্রতি সেকেন্ডে 440টি লক্ষ্য (লক্ষ্য), 380 ফি (স্ক্র্যাপ), প্রতি সেকেন্ডে 1,7 হাজার রেকর্ড (নমুনা) এবং XNUMX মিলিয়ন সক্রিয় সময় সিরিজ।

নকশা

প্রমিথিউস 1.x দ্বারা ব্যবহৃত একটি সহ স্বাভাবিক প্রথাগত ডাটাবেস পদ্ধতি হল মেমরি সীমা. যদি এটি লোড পরিচালনা করার জন্য যথেষ্ট না হয়, তাহলে আপনি উচ্চ বিলম্ব অনুভব করবেন এবং কিছু অনুরোধ পূরণ করা হবে না। প্রমিথিউস 2-এ মেমরির ব্যবহার একটি কী-এর মাধ্যমে কনফিগারযোগ্য storage.tsdb.min-block-duration, যা ডিস্কে ফ্লাশ করার আগে কতক্ষণ রেকর্ডগুলি মেমরিতে রাখা হবে তা নির্ধারণ করে (ডিফল্ট 2 ঘন্টা)। প্রয়োজনীয় মেমরির পরিমাণ নির্ভর করবে টাইম সিরিজ, লেবেল এবং স্ক্র্যাপের সংখ্যা, এবং নেট ইনপুটের উপর। ডিস্ক স্পেসের পরিপ্রেক্ষিতে, প্রমিথিউসের লক্ষ্য প্রতি লেখায় 3 বাইট ব্যবহার করা (নমুনা)। অন্যদিকে, মেমরির প্রয়োজনীয়তা অনেক বেশি।

যদিও ব্লকের আকার কনফিগার করা সম্ভব, এটি ম্যানুয়ালি সেট করার পরামর্শ দেওয়া হয় না, তাই আপনার কাজের চাপের জন্য প্রমিথিউসকে যতটা মেমরি প্রয়োজন ততটুকু দেওয়ার কাজটি আপনার হাতে বাকি রয়েছে।
মেট্রিক্সের ইনকামিং স্ট্রীমকে সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট মেমরি না থাকলে, প্রমিথিউস মেমরি থেকে পড়ে যাবে বা একটি OOM হত্যাকারীর দ্বারা ধরা পড়বে।
প্রমিথিউসের মেমরি ফুরিয়ে গেলে ক্র্যাশ বিলম্বিত করার জন্য অদলবদল যোগ করা আসলেই সাহায্য করে না, কারণ এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যবহার করার ফলে মেমরি বিস্ফোরণ ঘটে। আমি মনে করি এটি গো সম্পর্কে, এর আবর্জনা সংগ্রহকারী এবং এটি কীভাবে অদলবদল করে।
আরেকটি আকর্ষণীয় পদ্ধতি হল হেড ব্লককে একটি নির্দিষ্ট সময়ে ডিস্কে ফ্লাশ করার জন্য সেট করা, প্রক্রিয়া শুরু হওয়ার সময় থেকে এটি গণনা করার পরিবর্তে।

আপনি গ্রাফ থেকে দেখতে পাচ্ছেন, প্রতি দুই ঘন্টা অন্তর ডিস্কে ফ্লাশ হয়। আপনি যদি মিন-ব্লক-ডিউরেশন প্যারামিটার এক ঘণ্টায় পরিবর্তন করেন, তাহলে এই রিসেটগুলি প্রতি ঘণ্টায় ঘটবে, আধা ঘণ্টার মধ্যে শুরু হবে।
আপনি যদি আপনার Prometheus ইনস্টলেশনে এটি এবং অন্যান্য গ্রাফ ব্যবহার করতে চান তবে আপনি এটি ব্যবহার করতে পারেন ড্যাশবোর্ড. এটি PMM-এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, কিন্তু কিছু পরিবর্তনের সাথে এটি যেকোন প্রমিথিউস ইনস্টলেশনে ফিট করে।
আমাদের একটি সক্রিয় ব্লক আছে, যাকে হেড ব্লক বলা হয়, যা মেমরিতে সংরক্ষিত থাকে; পুরানো ডেটা সহ ব্লক এর মাধ্যমে উপলব্ধ mmap(). এটি আলাদাভাবে ক্যাশে কনফিগার করার প্রয়োজনীয়তাকে সরিয়ে দেয়, তবে এর মানে হল যে আপনি যদি হেড ব্লকের চেয়ে পুরানো ডেটা অনুসন্ধান করতে চান তবে অপারেটিং সিস্টেমের ক্যাশের জন্য আপনাকে পর্যাপ্ত জায়গা ছেড়ে দিতে হবে।
এর অর্থ হল প্রমিথিউসের ভার্চুয়াল মেমরির ব্যবহার বেশ বেশি দেখাবে, যা নিয়ে উদ্বিগ্ন হওয়ার কিছু নেই।

আরেকটি আকর্ষণীয় ডিজাইন পয়েন্ট হল WAL ব্যবহার (সামনে লগ লিখুন)। আপনি সংগ্রহস্থলের ডকুমেন্টেশন থেকে দেখতে পাচ্ছেন, প্রমিথিউস ক্র্যাশ এড়াতে WAL ব্যবহার করে। দুর্ভাগ্যবশত, ডেটা বেঁচে থাকার গ্যারান্টি দেওয়ার জন্য নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগুলি ভালভাবে নথিভুক্ত নয়। Prometheus 2.3.2 প্রতি 10 সেকেন্ডে WAL কে ডিস্কে ফ্লাশ করে এবং এই সেটিং ব্যবহারকারী কনফিগারযোগ্য নয়।

সীল

Prometheus TSDB LSM (লগ স্ট্রাকচার্ড মার্জ) স্টোরেজের মতো একইভাবে ডিজাইন করা হয়েছে: হেড ব্লকটি পর্যায়ক্রমে ডিস্কে ফ্লাশ করা হয়, যখন কম্প্যাকশন মেকানিজম একাধিক ব্লককে একত্রিত করে যাতে অনেকগুলি ব্লক স্ক্যান করা না হয়। এখানে আপনি ব্লকের সংখ্যা দেখতে পাবেন যা আমি একদিন লোডের পরে পরীক্ষা সিস্টেমে পর্যবেক্ষণ করেছি।

আপনি যদি স্টোরেজ সম্পর্কে আরও জানতে চান, আপনি meta.json ফাইলটি পরীক্ষা করে দেখতে পারেন, যেখানে উপলব্ধ ব্লকগুলি এবং সেগুলি কীভাবে এসেছে সে সম্পর্কে তথ্য রয়েছে।

{
       "ulid": "01CPZDPD1D9R019JS87TPV5MPE",
       "minTime": 1536472800000,
       "maxTime": 1536494400000,
       "stats": {
               "numSamples": 8292128378,
               "numSeries": 1673622,
               "numChunks": 69528220
       },
       "compaction": {
               "level": 2,
               "sources": [
                       "01CPYRY9MS465Y5ETM3SXFBV7X",
                       "01CPYZT0WRJ1JB1P0DP80VY5KJ",
                       "01CPZ6NR4Q3PDP3E57HEH760XS"
               ],
               "parents": [
                       {
                               "ulid": "01CPYRY9MS465Y5ETM3SXFBV7X",
                               "minTime": 1536472800000,
                               "maxTime": 1536480000000
                       },
                       {
                               "ulid": "01CPYZT0WRJ1JB1P0DP80VY5KJ",
                               "minTime": 1536480000000,
                               "maxTime": 1536487200000
                       },
                       {
                               "ulid": "01CPZ6NR4Q3PDP3E57HEH760XS",
                               "minTime": 1536487200000,
                               "maxTime": 1536494400000
                       }
               ]
       },
       "version": 1
}

প্রমিথিউসের সীলগুলি হেড ব্লকটি ডিস্কে ফ্লাশ করার সময় বাঁধা থাকে। এই মুহুর্তে, এই ধরনের বেশ কয়েকটি অপারেশন করা যেতে পারে।

দেখা যাচ্ছে যে কমপ্যাকশন কোনোভাবেই সীমাবদ্ধ নয় এবং কার্যকর করার সময় বড় ডিস্ক I/O স্পাইক সৃষ্টি করতে পারে।

CPU লোড স্পাইক

অবশ্যই, এটি সিস্টেমের গতির উপর একটি বরং নেতিবাচক প্রভাব ফেলে, এবং এটি এলএসএম স্টোরেজগুলির জন্য একটি গুরুতর চ্যালেঞ্জ: অত্যধিক ওভারহেড না ঘটিয়ে উচ্চ ক্যোয়ারী গতিকে সমর্থন করার জন্য কীভাবে কমপ্যাকশন করা যায়?
কম্প্যাকশন প্রক্রিয়ায় স্মৃতির ব্যবহারও বেশ কৌতূহলী দেখায়।

আমরা দেখতে পাচ্ছি কিভাবে, কমপ্যাকশনের পরে, বেশিরভাগ মেমরি ক্যাশে থেকে ফ্রিতে পরিবর্তিত হয়: এর অর্থ হল সম্ভাব্য মূল্যবান তথ্য সেখান থেকে সরানো হয়েছে। এটা এখানে ব্যবহার করা হলে কৌতূহলী fadvice() বা অন্য কোন মিনিমাইজেশন কৌশল, নাকি ক্যাশে কম্প্যাকশন দ্বারা ধ্বংস হওয়া ব্লকগুলি থেকে খালি করা হয়েছে বলে?

ব্যর্থতা পুনরুদ্ধার

দুর্যোগ পুনরুদ্ধারের সময় লাগে, এবং ভাল কারণে. প্রতি সেকেন্ডে এক মিলিয়ন রেকর্ডের একটি ইনকামিং স্ট্রিমের জন্য, আমাকে প্রায় 25 মিনিট অপেক্ষা করতে হয়েছিল যখন পুনরুদ্ধারটি এসএসডি ড্রাইভকে বিবেচনায় নিয়েছিল।

level=info ts=2018-09-13T13:38:14.09650965Z caller=main.go:222 msg="Starting Prometheus" version="(version=2.3.2, branch=v2.3.2, revision=71af5e29e815795e9dd14742ee7725682fa14b7b)"
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.096599879Z caller=main.go:223 build_context="(go=go1.10.1, user=Jenkins, date=20180725-08:58:13OURCE)"
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.096624109Z caller=main.go:224 host_details="(Linux 4.15.0-32-generic #35-Ubuntu SMP Fri Aug 10 17:58:07 UTC 2018 x86_64 1bee9e9b78cf (none))"
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.096641396Z caller=main.go:225 fd_limits="(soft=1048576, hard=1048576)"
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.097715256Z caller=web.go:415 component=web msg="Start listening for connections" address=:9090
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.097400393Z caller=main.go:533 msg="Starting TSDB ..."
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.098718401Z caller=repair.go:39 component=tsdb msg="found healthy block" mint=1536530400000 maxt=1536537600000 ulid=01CQ0FW3ME8Q5W2AN5F9CB7R0R
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.100315658Z caller=web.go:467 component=web msg="router prefix" prefix=/prometheus
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.101793727Z caller=repair.go:39 component=tsdb msg="found healthy block" mint=1536732000000 maxt=1536753600000 ulid=01CQ78486TNX5QZTBF049PQHSM
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.102267346Z caller=repair.go:39 component=tsdb msg="found healthy block" mint=1536537600000 maxt=1536732000000 ulid=01CQ78DE7HSQK0C0F5AZ46YGF0
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.102660295Z caller=repair.go:39 component=tsdb msg="found healthy block" mint=1536775200000 maxt=1536782400000 ulid=01CQ7SAT4RM21Y0PT5GNSS146Q
level=info ts=2018-09-13T13:38:14.103075885Z caller=repair.go:39 component=tsdb msg="found healthy block" mint=1536753600000 maxt=1536775200000 ulid=01CQ7SV8WJ3C2W5S3RTAHC2GHB
level=error ts=2018-09-13T14:05:18.208469169Z caller=wal.go:275 component=tsdb msg="WAL corruption detected; truncating" err="unexpected CRC32 checksum d0465484, want 0" file=/opt/prometheus/data/.prom2-data/wal/007357 pos=15504363
level=info ts=2018-09-13T14:05:19.471459777Z caller=main.go:543 msg="TSDB started"
level=info ts=2018-09-13T14:05:19.471604598Z caller=main.go:603 msg="Loading configuration file" filename=/etc/prometheus.yml
level=info ts=2018-09-13T14:05:19.499156711Z caller=main.go:629 msg="Completed loading of configuration file" filename=/etc/prometheus.yml
level=info ts=2018-09-13T14:05:19.499228186Z caller=main.go:502 msg="Server is ready to receive web requests."

পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়ার প্রধান সমস্যা হল উচ্চ মেমরি খরচ। যদিও সার্ভারটি স্বাভাবিক অবস্থায় একই পরিমাণ মেমরির সাথে স্থিরভাবে চলতে পারে, যদি এটি ক্র্যাশ হয়ে যায়, OOM এর কারণে এটি নাও উঠতে পারে। আমি খুঁজে পেয়েছি একমাত্র সমাধান হ'ল ডেটা সংগ্রহ বন্ধ করা, সার্ভারকে উপরে আনা, এটি পুনরুদ্ধার করা এবং সংগ্রহ সক্ষম করে পুনরায় বুট করা।

গা গরম করা

ওয়ার্ম আপের সময় মনে রাখা আরেকটি আচরণ হল স্টার্টআপের ঠিক পরেই কম কর্মক্ষমতা এবং উচ্চ সম্পদ খরচের অনুপাত। কিছু সময়, কিন্তু সব শুরু হয় না, আমি CPU এবং মেমরি একটি গুরুতর লোড পর্যবেক্ষণ.

মেমরি ব্যবহারে হ্রাস ইঙ্গিত দেয় যে প্রমিথিউস শুরু থেকে সমস্ত ফি কনফিগার করতে পারে না এবং কিছু তথ্য হারিয়ে গেছে।
আমি উচ্চ সিপিইউ এবং মেমরি ব্যবহারের সঠিক কারণ খুঁজে পাইনি। আমি সন্দেহ করি যে এটি একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সহ হেড ব্লকে নতুন টাইম সিরিজ তৈরির কারণে হয়েছে।

CPU স্পাইক

ঘনত্ব ছাড়াও, যা মোটামুটি উচ্চ I/O লোড তৈরি করে, আমি প্রতি দুই মিনিটে CPU লোডে গুরুতর স্পাইক লক্ষ্য করেছি। বিস্ফোরণগুলি উচ্চ আগত ট্র্যাফিকের সাথে দীর্ঘতর হয় এবং মনে হয় সেগুলি গো আবর্জনা সংগ্রহকারীর দ্বারা সৃষ্ট হয়েছে, অন্তত কিছু কোর সম্পূর্ণরূপে লোড হয়েছে৷

এই লাফগুলি এত নগণ্য নয়। মনে হয় যখন এগুলি ঘটে তখন প্রমিথিউসের অভ্যন্তরীণ এন্ট্রি পয়েন্ট এবং মেট্রিক্স অনুপলব্ধ হয়ে যায়, যার ফলে একই সময়ের ব্যবধানে ডেটা হ্রাস পায়।

আপনি এটিও লক্ষ্য করতে পারেন যে প্রমিথিউস রপ্তানিকারী এক সেকেন্ডের জন্য বন্ধ হয়ে যায়।

আমরা আবর্জনা সংগ্রহের (GC) সাথে পারস্পরিক সম্পর্ক দেখতে পারি।

উপসংহার

Prometheus 2-এর TSDB দ্রুত, লক্ষ লক্ষ টাইম সিরিজ পরিচালনা করতে সক্ষম এবং একই সময়ে বরং পরিমিত হার্ডওয়্যার ব্যবহার করে প্রতি সেকেন্ডে হাজার হাজার রেকর্ড করতে সক্ষম। CPU এবং ডিস্ক I/O ব্যবহারও চিত্তাকর্ষক। আমার উদাহরণ প্রতি সেকেন্ডে ব্যবহৃত কোর প্রতি 200 মেট্রিক দেখানো হয়েছে।

সম্প্রসারণের পরিকল্পনা করার জন্য, আপনাকে মনে রাখতে হবে যে যথেষ্ট মেমরি রয়েছে এবং এটি অবশ্যই বাস্তব মেমরি হতে হবে। ব্যবহৃত মেমরির পরিমাণ, যা আমি পর্যবেক্ষণ করেছি, ইনকামিং স্ট্রীমের প্রতি 5 রেকর্ড প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 100 GB ছিল, যা অপারেটিং সিস্টেম ক্যাশের সাথে মোট, প্রায় 000 গিগাবাইট দখলকৃত মেমরি দেয়।

অবশ্যই, সিপিইউ এবং ডিস্ক I/O স্পাইকগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য এখনও অনেক কাজ করা বাকি আছে, এবং এটি আশ্চর্যজনক নয়, যেভাবে তরুণ TSDB প্রমিথিউস 2-কে InnoDB, TokuDB, RocksDB, WiredTiger-এর সাথে তুলনা করা হয়, তবে তাদের সবারই ছিল। তাদের জীবনচক্রের শুরুতে অনুরূপ সমস্যা।

উত্স: www.habr.com