🥇प्रोमेथियस 2 टीएसडीबी विश्लेषण

प्रोमेथियस 2 में टाइम सीरीज़ डेटाबेस (टीएसडीबी) एक इंजीनियरिंग समाधान का एक बेहतरीन उदाहरण है जो डेटा संग्रह और क्वेरी निष्पादन गति और संसाधन दक्षता के मामले में प्रोमेथियस 2 स्टोरेज वी1 पर महत्वपूर्ण सुधार प्रदान करता है। हम पेरकोना मॉनिटरिंग एंड मैनेजमेंट (पीएमएम) में प्रोमेथियस 2 को लागू कर रहे थे और मुझे प्रोमेथियस 2 टीएसडीबी के प्रदर्शन को समझने का अवसर मिला। इस लेख में मैं इन अवलोकनों के परिणामों के बारे में बात करूंगा।

प्रोमेथियस औसत कार्यभार

सामान्य प्रयोजन डेटाबेस से निपटने के आदी लोगों के लिए, विशिष्ट प्रोमेथियस कार्यभार काफी दिलचस्प है। डेटा संचय की दर एक स्थिर मूल्य की ओर होती है: आमतौर पर जिन सेवाओं की आप निगरानी करते हैं वे लगभग समान मात्रा में मेट्रिक्स भेजती हैं, और बुनियादी ढांचा अपेक्षाकृत धीरे-धीरे बदलता है।
जानकारी के लिए अनुरोध विभिन्न स्रोतों से आ सकते हैं। उनमें से कुछ, अलर्ट की तरह, एक स्थिर और पूर्वानुमानित मूल्य का भी लक्ष्य रखते हैं। अन्य, जैसे उपयोगकर्ता अनुरोध, स्पाइक्स का कारण बन सकते हैं, हालांकि अधिकांश कार्यभार के लिए ऐसा नहीं है।

लोड परीक्षण

परीक्षण के दौरान, मैंने डेटा संचय करने की क्षमता पर ध्यान केंद्रित किया। मैंने इस स्क्रिप्ट का उपयोग करके लिनोड सेवा पर गो 2.3.2 (पीएमएम 1.10.1 के भाग के रूप में) के साथ संकलित प्रोमेथियस 1.14 को तैनात किया: स्टैकस्क्रिप्ट. इसके साथ, सबसे यथार्थवादी लोड जेनरेशन के लिए स्टैकस्क्रिप्ट मैंने वास्तविक लोड (सिस्बेंच टीपीसी-सी टेस्ट) के साथ कई MySQL नोड्स चलाए, जिनमें से प्रत्येक ने 10 Linux/MySQL नोड्स का अनुकरण किया।
निम्नलिखित सभी परीक्षण एक लिनोड सर्वर पर आठ vCores और 32 जीबी मेमोरी के साथ किए गए थे, जिसमें 20 MySQL उदाहरणों की निगरानी करते हुए 800 लोड सिमुलेशन चल रहे थे। या, प्रोमेथियस के संदर्भ में, 440 लक्ष्य (लक्ष्य), प्रति सेकंड 380 शुल्क (स्क्रैप), प्रति सेकंड 1,7 हजार रिकॉर्ड (नमूने) और XNUMX मिलियन सक्रिय समय श्रृंखला।

डिज़ाइन

सामान्य पारंपरिक डेटाबेस दृष्टिकोण, जिसमें प्रोमेथियस 1.x द्वारा उपयोग किया गया दृष्टिकोण भी शामिल है स्मृति सीमा. यदि यह लोड को संभालने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो आपको उच्च विलंबता का अनुभव होगा और कुछ अनुरोध पूरे नहीं होंगे। प्रोमेथियस 2 में मेमोरी का उपयोग एक कुंजी के माध्यम से कॉन्फ़िगर करने योग्य है storage.tsdb.min-block-duration, जो यह निर्धारित करता है कि डिस्क पर फ्लश होने से पहले रिकॉर्ड को मेमोरी में कितने समय तक रखा जाएगा (डिफ़ॉल्ट 2 घंटे है)। आवश्यक मेमोरी की मात्रा समय श्रृंखला, लेबल और स्क्रैप की संख्या, साथ ही नेट इनपुट पर निर्भर करेगी। डिस्क स्थान के संदर्भ में, प्रोमेथियस का लक्ष्य प्रति लेखन (नमूना) 3 बाइट्स का उपयोग करना है। दूसरी ओर, मेमोरी आवश्यकताएँ बहुत अधिक हैं।

हालाँकि ब्लॉक आकार को कॉन्फ़िगर करना संभव है, लेकिन इसे मैन्युअल रूप से सेट करने की अनुशंसा नहीं की जाती है, इसलिए आपके पास प्रोमेथियस को आपके कार्यभार के लिए जितनी मेमोरी चाहिए उतनी देने का कार्य बाकी है।
यदि मेट्रिक्स की आने वाली स्ट्रीम का समर्थन करने के लिए पर्याप्त मेमोरी नहीं है, तो प्रोमेथियस मेमोरी से बाहर हो जाएगा या OOM किलर द्वारा पकड़ा जाएगा।
जब प्रोमेथियस की मेमोरी खत्म हो जाती है तो क्रैश को विलंबित करने के लिए स्वैप जोड़ना वास्तव में मदद नहीं करता है, क्योंकि इस सुविधा का उपयोग करने से मेमोरी विस्फोट हो जाता है। मुझे लगता है कि यह गो, उसके कचरा संग्रहकर्ता और यह स्वैप के साथ कैसे काम करता है, के बारे में है।
एक और दिलचस्प तरीका यह है कि हेड ब्लॉक को प्रक्रिया शुरू होने के समय से गिनने के बजाय एक निश्चित समय पर डिस्क पर फ्लश करने के लिए सेट किया जाए।

जैसा कि आप ग्राफ़ से देख सकते हैं, डिस्क पर फ्लश हर दो घंटे में होता है। यदि आप न्यूनतम-ब्लॉक-अवधि पैरामीटर को एक घंटे में बदलते हैं, तो ये रीसेट आधे घंटे से शुरू होकर हर घंटे होंगे।
यदि आप अपने प्रोमेथियस इंस्टॉलेशन में इसका और अन्य ग्राफ़ का उपयोग करना चाहते हैं, तो आप इसका उपयोग कर सकते हैं डैशबोर्ड. इसे पीएमएम के लिए डिज़ाइन किया गया था, लेकिन कुछ संशोधनों के साथ यह किसी भी प्रोमेथियस इंस्टॉलेशन में फिट बैठता है।
हमारे पास एक सक्रिय ब्लॉक है, जिसे हेड ब्लॉक कहा जाता है, जो मेमोरी में संग्रहीत होता है; पुराने डेटा वाले ब्लॉक इसके माध्यम से उपलब्ध हैं mmap(). इससे कैश को अलग से कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि यदि आप हेड ब्लॉक से पुराने डेटा को क्वेरी करना चाहते हैं तो आपको ऑपरेटिंग सिस्टम कैश के लिए पर्याप्त जगह छोड़नी होगी।
इसका मतलब यह भी है कि प्रोमेथियस की वर्चुअल मेमोरी खपत काफी अधिक होगी, जिसके बारे में चिंता की कोई बात नहीं है।

एक और दिलचस्प डिज़ाइन बिंदु वाल (आगे लिखें लॉग) का उपयोग है। जैसा कि आप रिपॉजिटरी दस्तावेज़ से देख सकते हैं, प्रोमेथियस क्रैश से बचने के लिए वाल का उपयोग करता है। दुर्भाग्य से, डेटा की उत्तरजीविता की गारंटी के लिए विशिष्ट तंत्र अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं हैं। प्रोमेथियस 2.3.2 हर 10 सेकंड में वाल को डिस्क पर फ्लश करता है और यह सेटिंग उपयोगकर्ता द्वारा कॉन्फ़िगर करने योग्य नहीं है।

जवानों

प्रोमेथियस टीएसडीबी को एलएसएम (लॉग स्ट्रक्चर्ड मर्ज) स्टोरेज के समान ही डिज़ाइन किया गया है: हेड ब्लॉक को समय-समय पर डिस्क में फ्लश किया जाता है, जबकि कॉम्पैक्शन तंत्र प्रश्नों पर बहुत अधिक ब्लॉक को स्कैन करने से बचने के लिए कई ब्लॉकों को एक साथ मर्ज करता है। यहां आप उन ब्लॉकों की संख्या देख सकते हैं जिन्हें मैंने एक दिन के लोड के बाद परीक्षण प्रणाली पर देखा।

यदि आप स्टोरेज के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो आप मेटा.जेसन फ़ाइल देख सकते हैं, जिसमें उपलब्ध ब्लॉक और वे कैसे बने, इसके बारे में जानकारी है।

{
       "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
}

प्रोमेथियस में सील उस समय से बंधी होती है जब हेड ब्लॉक को डिस्क में फ्लश किया जाता है। इस बिंदु पर, ऐसे कई ऑपरेशन किए जा सकते हैं।

ऐसा प्रतीत होता है कि संकुचन किसी भी तरह से सीमित नहीं हैं और निष्पादन के दौरान बड़ी डिस्क I/O स्पाइक्स का कारण बन सकते हैं।

सीपीयू लोड स्पाइक्स

बेशक, इसका सिस्टम की गति पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, और एलएसएम स्टोरेज के लिए भी एक गंभीर चुनौती है: बहुत अधिक ओवरहेड के बिना उच्च क्वेरी गति का समर्थन करने के लिए कॉम्पैक्शन कैसे करें?
संघनन प्रक्रिया में मेमोरी का उपयोग भी काफी उत्सुकतापूर्ण लगता है।

हम देख सकते हैं कि कैसे, कॉम्पैक्शन के बाद, अधिकांश मेमोरी कैश्ड से फ्री में बदल जाती है: इसका मतलब है कि संभावित रूप से मूल्यवान जानकारी वहां से हटा दी गई है। उत्सुकता है कि क्या इसका उपयोग यहां किया गया है fadvice() या कोई अन्य न्यूनतमकरण तकनीक, या ऐसा इसलिए है क्योंकि कैश को संघनन द्वारा नष्ट किए गए ब्लॉकों से खाली कर दिया गया है?

विफलता पुनर्प्राप्ति

आपदा से उबरने में समय लगता है, और इसके अच्छे कारण भी हैं। प्रति सेकंड दस लाख रिकॉर्ड की आने वाली स्ट्रीम के लिए, मुझे एसएसडी ड्राइव को ध्यान में रखते हुए पुनर्प्राप्ति के दौरान लगभग 25 मिनट इंतजार करना पड़ा।

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."

पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया की मुख्य समस्या उच्च मेमोरी खपत है। भले ही सर्वर सामान्य स्थिति में समान मात्रा में मेमोरी के साथ स्थिर रूप से चल सकता है, यदि यह क्रैश हो जाता है, तो यह OOM के कारण नहीं बढ़ सकता है। एकमात्र समाधान जो मैंने पाया है वह डेटा संग्रह को बंद करना है, सर्वर को ऊपर लाना है, इसे ठीक होने देना है, और संग्रह सक्षम होने पर रीबूट करना है।

तैयार करना

वार्म अप के दौरान ध्यान में रखने योग्य एक अन्य व्यवहार स्टार्टअप के तुरंत बाद कम प्रदर्शन और उच्च संसाधन खपत का अनुपात है। कुछ के दौरान, लेकिन सभी के प्रारंभ में नहीं, मैंने सीपीयू और मेमोरी पर एक गंभीर भार देखा।

मेमोरी उपयोग में गिरावट से संकेत मिलता है कि प्रोमेथियस शुरू से ही सभी शुल्कों को कॉन्फ़िगर नहीं कर सकता है, और कुछ जानकारी खो गई है।
मुझे उच्च CPU और मेमोरी उपयोग के सटीक कारणों का पता नहीं चला है। मुझे संदेह है कि यह उच्च आवृत्ति के साथ हेड ब्लॉक में नई समय श्रृंखला के निर्माण के कारण है।

सीपीयू स्पाइक्स

घनत्व के अलावा, जो काफी उच्च I/O लोड बनाता है, मैंने हर दो मिनट में सीपीयू लोड में गंभीर वृद्धि देखी है। उच्च आवक वाले ट्रैफ़िक के साथ विस्फोट लंबे समय तक होते हैं और ऐसा लगता है कि वे गो कचरा संग्रहकर्ता के कारण होते हैं, कम से कम कुछ कोर पूरी तरह से भरे हुए हैं।

ये छलाँगें इतनी मामूली नहीं हैं. ऐसा लगता है कि जब वे घटित होते हैं, तो प्रोमेथियस आंतरिक प्रवेश बिंदु और मेट्रिक्स अनुपलब्ध हो जाते हैं, जिससे समान समय अंतराल में डेटा में गिरावट आती है।

आप यह भी देख सकते हैं कि प्रोमेथियस निर्यातक एक सेकंड के लिए बंद हो जाता है।

हम कचरा संग्रहण (जीसी) के साथ सहसंबंध देख सकते हैं।

निष्कर्ष

प्रोमेथियस 2 में टीएसडीबी तेज़ है, लाखों समय श्रृंखला को संभालने में सक्षम है और साथ ही मामूली हार्डवेयर का उपयोग करके प्रति सेकंड हजारों रिकॉर्ड भी संभाल सकता है। सीपीयू और डिस्क I/O उपयोग भी प्रभावशाली है। मेरे उदाहरण में प्रति सेकंड 200 मेट्रिक्स प्रति प्रयुक्त कोर दिखाया गया।

विस्तार की योजना बनाने के लिए, आपको यह याद रखना होगा कि पर्याप्त मेमोरी है, और यह वास्तविक मेमोरी होनी चाहिए। उपयोग की गई मेमोरी की मात्रा, जो मैंने देखी, आने वाली स्ट्रीम के प्रति 5 रिकॉर्ड प्रति सेकंड लगभग 100 जीबी थी, जो कुल मिलाकर, ऑपरेटिंग सिस्टम कैश के साथ, लगभग 000 जीबी की मेमोरी देती थी।

बेशक, सीपीयू और डिस्क I/O स्पाइक्स को नियंत्रित करने के लिए अभी भी बहुत काम किया जाना बाकी है, और यह आश्चर्य की बात नहीं है, यह देखते हुए कि कैसे युवा TSDB प्रोमेथियस 2 की तुलना InnoDB, TokuDB, RocksDB, वायर्डटाइगर से की जाती है, लेकिन उन सभी के पास था उनके जीवन चक्र की शुरुआत में समान समस्याएं।

स्रोत: www.habr.com

प्रोमेथियस 2 में टीएसडीबी विश्लेषण