પ્રોમિથિયસ 2 માં TSDB વિશ્લેષણ

પ્રોમિથિયસ 2 માં ટાઈમ સિરીઝ ડેટાબેઝ (TSDB) એ એન્જિનિયરિંગ સોલ્યુશનનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે જે પ્રોમિથિયસ 2 માં v1 સ્ટોરેજ પર ડેટા સંચયની ઝડપ, ક્વેરી એક્ઝિક્યુશન અને સંસાધન કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં મોટા સુધારાઓ પ્રદાન કરે છે. અમે Percona Monitoring and Management (PMM) માં Prometheus 2 નો અમલ કરી રહ્યા હતા અને મને Prometheus 2 TSDB ની કામગીરી સમજવાની તક મળી. આ લેખમાં હું આ અવલોકનોના પરિણામો વિશે વાત કરીશ.

સરેરાશ પ્રોમિથિયસ વર્કલોડ

સામાન્ય હેતુના ડેટાબેઝ સાથે કામ કરવા માટે ટેવાયેલા લોકો માટે, લાક્ષણિક પ્રોમિથિયસ વર્કલોડ ખૂબ જ રસપ્રદ છે. ડેટા સંચયનો દર સ્થિર હોય છે: સામાન્ય રીતે તમે જે સેવાઓનું નિરીક્ષણ કરો છો તે લગભગ સમાન સંખ્યામાં મેટ્રિક્સ મોકલે છે અને ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પ્રમાણમાં ધીમે ધીમે બદલાય છે.
માહિતી માટેની વિનંતીઓ વિવિધ સ્ત્રોતોમાંથી આવી શકે છે. તેમાંના કેટલાક, જેમ કે ચેતવણીઓ, સ્થિર અને અનુમાનિત મૂલ્ય માટે પણ પ્રયત્ન કરે છે. અન્ય, જેમ કે વપરાશકર્તા વિનંતીઓ, વિસ્ફોટનું કારણ બની શકે છે, જો કે મોટાભાગના વર્કલોડ માટે આ કેસ નથી.

લોડ ટેસ્ટ

પરીક્ષણ દરમિયાન, મેં ડેટા એકઠા કરવાની ક્ષમતા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું. મેં આ સ્ક્રિપ્ટનો ઉપયોગ કરીને લિનોડ સેવા પર Go 2.3.2 (PMM 1.10.1 ના ભાગ રૂપે) સાથે સંકલિત પ્રોમિથિયસ 1.14 નો ઉપયોગ કર્યો: સ્ટેકસ્ક્રિપ્ટ. સૌથી વાસ્તવિક લોડ જનરેશન માટે, આનો ઉપયોગ કરીને સ્ટેકસ્ક્રિપ્ટ મેં વાસ્તવિક લોડ (Sysbench TPC-C ટેસ્ટ) સાથે ઘણા MySQL નોડ્સ લોન્ચ કર્યા છે, જેમાંથી દરેક 10 Linux/MySQL નોડ્સનું અનુકરણ કરે છે.
નીચેના તમામ પરીક્ષણો આઠ વર્ચ્યુઅલ કોરો અને 32 GB મેમરી સાથે લિનોડ સર્વર પર કરવામાં આવ્યા હતા, જેમાં બેસો MySQL દાખલાઓનું નિરીક્ષણ કરતા 20 લોડ સિમ્યુલેશન ચાલી રહ્યા હતા. અથવા, પ્રોમિથિયસની શરતોમાં, 800 લક્ષ્યો, પ્રતિ સેકન્ડ 440 સ્ક્રેપ્સ, પ્રતિ સેકન્ડ 380 હજાર રેકોર્ડ્સ અને 1,7 મિલિયન સક્રિય સમય શ્રેણી.

ડિઝાઇન

પરંપરાગત ડેટાબેઝનો સામાન્ય અભિગમ, જેમાં પ્રોમિથિયસ 1.x દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતો સમાવેશ થાય છે મેમરી મર્યાદા. જો તે ભારને હેન્ડલ કરવા માટે પૂરતું નથી, તો તમે ઉચ્ચ વિલંબનો અનુભવ કરશો અને કેટલીક વિનંતીઓ નિષ્ફળ જશે. પ્રોમિથિયસ 2 માં મેમરીનો ઉપયોગ કી દ્વારા રૂપરેખાંકિત કરી શકાય છે storage.tsdb.min-block-duration, જે નિર્ધારિત કરે છે કે ડિસ્ક પર ફ્લશ કરતા પહેલા રેકોર્ડિંગ કેટલી લાંબી મેમરીમાં રાખવામાં આવશે (ડિફોલ્ટ 2 કલાક છે). જરૂરી મેમરીનો જથ્થો નેટ ઇનકમિંગ સ્ટ્રીમમાં ઉમેરવામાં આવેલી સમય શ્રેણી, લેબલ્સ અને સ્ક્રેપ્સની સંખ્યા પર આધારિત છે. ડિસ્ક જગ્યાના સંદર્ભમાં, પ્રોમિથિયસ રેકોર્ડ (નમૂના) દીઠ 3 બાઇટ્સનો ઉપયોગ કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે. બીજી બાજુ, મેમરી જરૂરિયાતો ઘણી વધારે છે.

જો કે બ્લોકનું કદ રૂપરેખાંકિત કરવાનું શક્ય છે, તેને જાતે રૂપરેખાંકિત કરવાની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી, તેથી તમારે પ્રોમિથિયસને તમારા વર્કલોડ માટે જરૂરી હોય તેટલી મેમરી આપવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે.
જો મેટ્રિક્સના ઇનકમિંગ સ્ટ્રીમને ટેકો આપવા માટે પૂરતી મેમરી ન હોય, તો પ્રોમિથિયસ મેમરીમાંથી બહાર પડી જશે અથવા OOM કિલર તેના પર પહોંચી જશે.
જ્યારે પ્રોમિથિયસની મેમરી સમાપ્ત થઈ જાય ત્યારે ક્રેશને વિલંબિત કરવા માટે સ્વેપ ઉમેરવાનું ખરેખર મદદ કરતું નથી, કારણ કે આ કાર્યનો ઉપયોગ કરવાથી વિસ્ફોટક મેમરીનો વપરાશ થાય છે. મને લાગે છે કે તે ગો, તેના ગાર્બેજ કલેક્ટર અને તે જે રીતે સ્વેપ સાથે વ્યવહાર કરે છે તેની સાથે કંઈક કરવાનું છે.
અન્ય રસપ્રદ અભિગમ એ છે કે હેડ બ્લોકને પ્રક્રિયાની શરૂઆતથી ગણતરી કરવાને બદલે, ચોક્કસ સમયે ડિસ્ક પર ફ્લશ કરવા માટે ગોઠવવાનો છે.

જેમ તમે ગ્રાફ પરથી જોઈ શકો છો, દર બે કલાકે ડિસ્ક પર ફ્લશ થાય છે. જો તમે ન્યૂનતમ-બ્લોક-અવધિ પરિમાણને એક કલાકમાં બદલો છો, તો આ રીસેટ્સ દર કલાકે થશે, અડધા કલાક પછી શરૂ થશે.
જો તમે તમારા પ્રોમિથિયસ ઇન્સ્ટોલેશનમાં આ અને અન્ય ગ્રાફનો ઉપયોગ કરવા માંગતા હો, તો તમે આનો ઉપયોગ કરી શકો છો ડેશબોર્ડ. તે PMM માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું પરંતુ, નાના ફેરફારો સાથે, કોઈપણ પ્રોમિથિયસ ઇન્સ્ટોલેશનમાં બંધબેસે છે.
અમારી પાસે હેડ બ્લોક નામનો એક સક્રિય બ્લોક છે જે મેમરીમાં સંગ્રહિત છે; દ્વારા જૂના ડેટા સાથેના બ્લોક્સ ઉપલબ્ધ છે mmap(). આ કેશને અલગથી રૂપરેખાંકિત કરવાની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, પરંતુ તેનો અર્થ એ પણ છે કે જો તમે હેડ બ્લોક સમાવી શકે તે કરતાં જૂના ડેટાની ક્વેરી કરવા માંગતા હોવ તો તમારે ઑપરેટિંગ સિસ્ટમ કેશ માટે પૂરતી જગ્યા છોડવાની જરૂર છે.
આનો અર્થ એ પણ થાય છે કે પ્રોમિથિયસ વર્ચ્યુઅલ મેમરીનો વપરાશ ઘણો વધારે દેખાશે, જે ચિંતા કરવા જેવું નથી.

અન્ય રસપ્રદ ડિઝાઇન બિંદુ WAL નો ઉપયોગ છે (આગળ લોગ લખો). જેમ તમે સ્ટોરેજ દસ્તાવેજોમાંથી જોઈ શકો છો, પ્રોમિથિયસ ક્રેશ ટાળવા માટે WAL નો ઉપયોગ કરે છે. ડેટા ટકી રહેવાની બાંયધરી આપવા માટેની ચોક્કસ પદ્ધતિઓ, કમનસીબે, સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત નથી. પ્રોમિથિયસ સંસ્કરણ 2.3.2 WAL ને દર 10 સેકન્ડે ડિસ્ક પર ફ્લશ કરે છે અને આ વિકલ્પ વપરાશકર્તા રૂપરેખાંકિત નથી.

કોમ્પેક્શન્સ

પ્રોમિથિયસ TSDB એ LSM (લોગ સ્ટ્રક્ચર્ડ મર્જ) સ્ટોરની જેમ ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે: હેડ બ્લોક સમયાંતરે ડિસ્ક પર ફ્લશ કરવામાં આવે છે, જ્યારે કોમ્પેક્શન મિકેનિઝમ ક્વેરી દરમિયાન ઘણા બધા બ્લોક્સને સ્કેન કરવાનું ટાળવા માટે બહુવિધ બ્લોક્સને એકસાથે જોડે છે. લોડના એક દિવસ પછી મેં ટેસ્ટ સિસ્ટમ પર જોયેલા બ્લોક્સની સંખ્યા અહીં તમે જોઈ શકો છો.

જો તમે સ્ટોર વિશે વધુ જાણવા માંગતા હો, તો તમે meta.json ફાઇલનું પરીક્ષણ કરી શકો છો, જેમાં ઉપલબ્ધ બ્લોક્સ અને તે કેવી રીતે બન્યા તેની માહિતી છે.

{
       "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
}

પ્રોમિથિયસમાં કોમ્પેક્શન્સ હેડ બ્લોકને ડિસ્ક પર ફ્લશ કરવામાં આવે તે સમય સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ બિંદુએ, આવી ઘણી કામગીરી હાથ ધરવામાં આવી શકે છે.

એવું લાગે છે કે કોમ્પેક્શન કોઈપણ રીતે મર્યાદિત નથી અને એક્ઝેક્યુશન દરમિયાન મોટી ડિસ્ક I/O સ્પાઇક્સનું કારણ બની શકે છે.

CPU લોડ સ્પાઇક્સ

અલબત્ત, આ સિસ્ટમની ઝડપ પર નકારાત્મક અસર કરે છે, અને એલએસએમ સ્ટોરેજ માટે ગંભીર પડકાર પણ ઉભો કરે છે: વધુ પડતા ઓવરહેડ કર્યા વિના ઉચ્ચ વિનંતી દરોને ટેકો આપવા માટે કોમ્પેક્શન કેવી રીતે કરવું?
કોમ્પેક્શન પ્રક્રિયામાં મેમરીનો ઉપયોગ પણ ખૂબ રસપ્રદ લાગે છે.

અમે જોઈ શકીએ છીએ કે કેવી રીતે, કોમ્પેક્શન પછી, મોટાભાગની મેમરી કેશ્ડમાંથી ફ્રીમાં સ્થિતિ બદલાય છે: આનો અર્થ એ છે કે સંભવિત મૂલ્યવાન માહિતી ત્યાંથી દૂર કરવામાં આવી છે. વિચિત્ર જો તે અહીં વપરાય છે fadvice() અથવા કોઈ અન્ય મિનિમાઇઝેશન ટેકનિક, અથવા તે કારણ કે કેશ કોમ્પેક્શન દરમિયાન નાશ પામેલા બ્લોક્સમાંથી મુક્ત કરવામાં આવી હતી?

નિષ્ફળતા પછી પુનઃપ્રાપ્તિ

નિષ્ફળતાઓમાંથી પુનઃપ્રાપ્તિ સમય લે છે, અને સારા કારણોસર. પ્રતિ સેકન્ડ એક મિલિયન રેકોર્ડ્સના ઇનકમિંગ સ્ટ્રીમ માટે, SSD ડ્રાઇવને ધ્યાનમાં લઈને પુનઃપ્રાપ્તિ કરવામાં આવી ત્યારે મારે લગભગ 25 મિનિટ રાહ જોવી પડી.

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."

પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયાની મુખ્ય સમસ્યા એ ઉચ્ચ મેમરી વપરાશ છે. એ હકીકત હોવા છતાં કે સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં સર્વર સમાન મેમરી સાથે સ્થિર રીતે કામ કરી શકે છે, જો તે ક્રેશ થાય તો તે OOM ને કારણે પુનઃપ્રાપ્ત થઈ શકશે નહીં. ડેટા સંગ્રહને અક્ષમ કરવા, સર્વરને લાવવા, તેને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા અને સંગ્રહ સક્ષમ સાથે રીબૂટ કરવાનો એકમાત્ર ઉપાય મને મળ્યો.

વૉર્મિંગ અપ

વોર્મ-અપ દરમિયાન ધ્યાનમાં રાખવાની બીજી વર્તણૂક એ શરૂઆત પછી તરત જ નીચા પ્રદર્શન અને ઉચ્ચ સંસાધન વપરાશ વચ્ચેનો સંબંધ છે. કેટલાક દરમિયાન, પરંતુ બધા શરૂ થતા નથી, મેં CPU અને મેમરી પર ગંભીર ભાર જોયો.

મેમરી વપરાશમાં ગાબડા સૂચવે છે કે પ્રોમિથિયસ શરૂઆતથી તમામ સંગ્રહને ગોઠવી શકતા નથી, અને કેટલીક માહિતી ખોવાઈ ગઈ છે.
મેં ઉચ્ચ CPU અને મેમરી લોડ માટેના ચોક્કસ કારણો શોધી શક્યા નથી. મને શંકા છે કે આ ઉચ્ચ આવર્તન સાથે હેડ બ્લોકમાં નવી સમય શ્રેણીની રચનાને કારણે છે.

CPU લોડ વધે છે

કોમ્પેક્શન્સ ઉપરાંત, જે એકદમ ઊંચો I/O લોડ બનાવે છે, મેં દર બે મિનિટે CPU લોડમાં ગંભીર સ્પાઇક્સ જોયા. જ્યારે ઇનપુટ ફ્લો વધુ હોય ત્યારે વિસ્ફોટો લાંબા હોય છે અને ગોના ગાર્બેજ કલેક્ટરને કારણે દેખાય છે, જેમાં ઓછામાં ઓછા કેટલાક કોરો સંપૂર્ણપણે લોડ થાય છે.

આ કૂદકા એટલા મામૂલી નથી. એવું લાગે છે કે જ્યારે આ થાય છે, ત્યારે પ્રોમિથિયસના આંતરિક પ્રવેશ બિંદુ અને મેટ્રિક્સ અનુપલબ્ધ થઈ જાય છે, જેના કારણે આ જ સમયગાળા દરમિયાન ડેટા ગેપ થાય છે.

તમે એ પણ નોંધી શકો છો કે પ્રોમિથિયસ નિકાસકાર એક સેકન્ડ માટે બંધ થઈ જાય છે.

અમે ગાર્બેજ કલેક્શન (GC) સાથે સહસંબંધ જોઈ શકીએ છીએ.

નિષ્કર્ષ

પ્રોમિથિયસ 2 માં TSDB ઝડપી છે, લાખો સમયની શ્રેણી અને તે જ સમયે એકદમ સાધારણ હાર્ડવેરનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિ સેકન્ડ હજારો રેકોર્ડ હેન્ડલ કરવામાં સક્ષમ છે. CPU અને ડિસ્ક I/O નો ઉપયોગ પણ પ્રભાવશાળી છે. મારા ઉદાહરણે વપરાયેલ કોર દીઠ સેકન્ડ દીઠ 200 મેટ્રિક્સ દર્શાવ્યા છે.

વિસ્તરણની યોજના બનાવવા માટે, તમારે મેમરીની પૂરતી માત્રા વિશે યાદ રાખવાની જરૂર છે, અને આ વાસ્તવિક મેમરી હોવી જોઈએ. મેં જોયેલી મેમરીનો જથ્થો ઇનકમિંગ સ્ટ્રીમના પ્રતિ સેકન્ડ દીઠ 5 રેકોર્ડ્સ દીઠ લગભગ 100 GB હતો, જે ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ કેશ સાથે મળીને લગભગ 000 GB કબજે કરેલી મેમરી આપે છે.

અલબત્ત, CPU અને ડિસ્ક I/O સ્પાઇક્સને કાબૂમાં લેવા માટે હજુ ઘણું કામ કરવાનું બાકી છે, અને યુવા TSDB પ્રોમિથિયસ 2 ની તુલના InnoDB, TokuDB, RocksDB, WiredTiger સાથે કેવી રીતે કરવામાં આવે છે તે ધ્યાનમાં લેતા આ આશ્ચર્યજનક નથી, પરંતુ તે બધા સમાન હતા. તેમના જીવન ચક્રની શરૂઆતમાં સમસ્યાઓ.

સોર્સ: www.habr.com