Prometheus 2 मा TSDB विश्लेषण

प्रोमिथियस २ मा रहेको टाइम सीरीज डाटाबेस (TSDB) इन्जिनियरिङ समाधानको उत्कृष्ट उदाहरण हो जसले डेटा सङ्कलन र क्वेरी कार्यान्वयन गति, र स्रोत दक्षताको सन्दर्भमा प्रोमिथियस १ भण्डारण v2 मा उल्लेखनीय सुधारहरू प्रदान गर्दछ। हामीले पर्कोना मोनिटरिङ एण्ड म्यानेजमेन्ट (PMM) मा Prometheus 2 लाई कार्यान्वयन गरिरहेका थियौं र मैले Prometheus 1 TSDB को कार्यसम्पादन बुझ्ने अवसर पाएँ। यस लेखमा म यी अवलोकनहरूको नतिजाको बारेमा कुरा गर्नेछु।

प्रोमेथियस औसत कार्यभार

सामान्य उद्देश्य डाटाबेसहरूसँग व्यवहार गर्न प्रयोग गर्नेहरूका लागि, विशिष्ट प्रोमेथियस कार्यभार धेरै रोचक छ। डाटा सङ्कलन दर स्थिर रहन्छ: सामान्यतया तपाईंले निगरानी गर्ने सेवाहरूले मेट्रिक्सको समान मात्रामा पठाउँछन्, र पूर्वाधार अपेक्षाकृत ढिलो परिवर्तन हुन्छ।
जानकारीको लागि अनुरोधहरू विभिन्न स्रोतहरूबाट आउन सक्छ। तिनीहरूमध्ये केही, अलर्टहरू जस्तै, स्थिर र अनुमानित मूल्यको लागि पनि लक्ष्य राख्छन्। अन्य, जस्तै प्रयोगकर्ता अनुरोध, स्पाइक निम्त्याउन सक्छ, यद्यपि यो अधिकांश कार्यभारको लागि मामला होइन।

लोड परीक्षण

परीक्षणको क्रममा, मैले डाटा संकलन गर्ने क्षमतामा ध्यान केन्द्रित गरें। मैले यो लिपि प्रयोग गरेर लिनोड सेवामा Go 2.3.2 (PMM 1.10.1 को भागको रूपमा) सँग कम्पाइल गरिएको Prometheus 1.14 तैनात गरें: StackScript। सबैभन्दा यथार्थवादी लोड जेनरेशनको लागि, यससँग StackScript मैले वास्तविक लोड (Sysbench TPC-C परीक्षण) को साथ धेरै MySQL नोडहरू चलाएँ, जसमध्ये प्रत्येकले 10 Linux/MySQL नोडहरू अनुकरण गरे।
निम्न सबै परीक्षणहरू Linode सर्भरमा आठ vCores र 32 GB मेमोरी भएको, 20 MySQL उदाहरणहरू अनुगमन गर्ने 800 लोड सिमुलेशनहरू चलाएर प्रदर्शन गरियो। वा, प्रोमेथियसको सन्दर्भमा, 440 लक्ष्यहरू (लक्ष्यहरू), 380 शुल्क (स्क्र्यापहरू) प्रति सेकेन्ड, 1,7 हजार रेकर्डहरू (नमूनाहरू) प्रति सेकेन्ड र XNUMX मिलियन सक्रिय समय श्रृंखला।

डिजाइन

सामान्य परम्परागत डाटाबेस दृष्टिकोण, प्रोमिथियस 1.x द्वारा प्रयोग गरिएको एक सहित, हो मेमोरी सीमा। यदि यो लोड ह्यान्डल गर्न पर्याप्त छैन भने, तपाईंले उच्च विलम्बता अनुभव गर्नुहुनेछ र केही अनुरोधहरू पूरा हुने छैनन्। Prometheus 2 मा मेमोरी प्रयोग कुञ्जी मार्फत कन्फिगर योग्य छ storage.tsdb.min-block-duration, जसले डिस्कमा फ्लस गर्नु अघि कति लामो रेकर्डहरू मेमोरीमा राखिनेछ भनेर निर्धारण गर्दछ (पूर्वनिर्धारित 2 घण्टा हो)। आवश्यक मेमोरीको मात्रा समय श्रृंखला, लेबलहरू, र स्क्र्यापहरू, साथै नेट इनपुटको संख्यामा निर्भर हुनेछ। डिस्क स्पेसको सन्दर्भमा, प्रोमेथियसले प्रति लेखन (नमूना) 3 बाइटहरू प्रयोग गर्ने लक्ष्य राख्दछ। अर्कोतर्फ, मेमोरी आवश्यकताहरू धेरै उच्च छन्।

ब्लक साइज कन्फिगर गर्न सम्भव हुँदा, यसलाई म्यानुअल रूपमा सेट गर्न सिफारिस गरिएको छैन, त्यसैले प्रोमिथियसलाई तपाईंको कार्यभारको लागि आवश्यक पर्ने धेरै मेमोरी दिने कार्यको साथ छोडिएको छ।
यदि मेट्रिक्सको आगमन स्ट्रिमलाई समर्थन गर्न पर्याप्त मेमोरी छैन भने, प्रोमेथियस मेमोरीबाट बाहिरिनेछ वा OOM हत्याराद्वारा समातिनेछ।
प्रोमेथियसको मेमोरी सकिएपछि क्र्यास ढिलो गर्न स्वैप थप्दा वास्तवमा मद्दत गर्दैन, किनभने यो सुविधा प्रयोग गर्दा मेमोरी विस्फोट हुन्छ। मलाई लाग्छ कि यो गो, यसको फोहोर संकलनकर्ता, र यसले कसरी स्वैपसँग काम गर्छ भन्ने बारे हो।
अर्को चाखलाग्दो दृष्टिकोण भनेको हेड ब्लकलाई निश्चित समयमा डिस्कमा फ्लस गर्न सेट गर्नु हो, प्रक्रिया सुरु भएको समयबाट गणना गर्नुको सट्टा।

तपाईले ग्राफबाट देख्न सक्नुहुन्छ, डिस्कमा फ्लसहरू प्रत्येक दुई घण्टामा हुन्छ। यदि तपाईंले न्यूनतम-ब्लक-अवधि प्यारामिटरलाई एक घण्टामा परिवर्तन गर्नुभयो भने, त्यसपछि यी रिसेटहरू प्रत्येक घण्टा हुनेछ, आधा घण्टामा सुरु हुनेछ।
यदि तपाइँ तपाइँको प्रोमिथियस स्थापनामा यो र अन्य ग्राफहरू प्रयोग गर्न चाहनुहुन्छ भने, तपाइँ यसलाई प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ ड्यासबोर्ड। यो PMM को लागी डिजाइन गरिएको थियो, तर केहि परिमार्जन संग यो कुनै पनि Prometheus स्थापना मा फिट हुन्छ।
हामीसँग एक सक्रिय ब्लक छ, जसलाई हेड ब्लक भनिन्छ, जुन मेमोरीमा भण्डार गरिएको छ; पुरानो डाटा संग ब्लकहरू मार्फत उपलब्ध छन् mmap()। यसले क्यासलाई अलग-अलग कन्फिगर गर्ने आवश्यकता हटाउँछ, तर यसको मतलब यो पनि हो कि यदि तपाइँ हेड ब्लक भन्दा पुरानो डाटा क्वेरी गर्न चाहनुहुन्छ भने अपरेटिङ सिस्टम क्यासको लागि पर्याप्त ठाउँ छोड्नुपर्छ।
यसको मतलब यो पनि छ कि प्रोमेथियसको भर्चुअल मेमोरी खपत धेरै उच्च देखिन्छ, जुन चिन्ताको लागि केहि छैन।

अर्को रोचक डिजाइन बिन्दु WAL को प्रयोग हो (अगाडि लग लेख्नुहोस्)। तपाईले रिपोजिटरी कागजातबाट देख्न सक्नुहुन्छ, प्रोमेथियसले दुर्घटनाहरूबाट बच्न WAL प्रयोग गर्दछ। दुर्भाग्यवश, डेटाको अस्तित्वको ग्यारेन्टी गर्नका लागि विशेष संयन्त्रहरू राम्रोसँग दस्तावेज गरिएका छैनन्। Prometheus 2.3.2 ले प्रत्येक 10 सेकेन्डमा WAL लाई डिस्कमा फ्लस गर्छ र यो सेटिङ प्रयोगकर्ता कन्फिगर योग्य छैन।

सिलहरू

Prometheus TSDB LSM भण्डारणको छविमा डिजाइन गरिएको छ (लग स्ट्रक्चर्ड मर्ज - लग-स्ट्रक्चर्ड मर्ज ट्री): हेड ब्लक आवधिक रूपमा डिस्कमा फ्लस गरिन्छ, जबकि कम्प्याक्शन मेकानिजमले अनुरोधहरूमा धेरै ब्लकहरू स्क्यान गर्नबाट बच्न धेरै ब्लकहरू एकसाथ मर्ज गर्दछ। यहाँ तपाईंले लोडको एक दिन पछि परीक्षण प्रणालीमा अवलोकन गरेको ब्लकहरूको संख्या देख्न सक्नुहुन्छ।

यदि तपाइँ भण्डारणको बारेमा थप जान्न चाहनुहुन्छ भने, तपाइँ meta.json फाइल जाँच गर्न सक्नुहुन्छ, जसमा उपलब्ध ब्लकहरू र तिनीहरू कसरी आयो भन्ने बारे जानकारी छ।

{
       "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
}

प्रोमेथियसमा सिलहरू टाउको ब्लक डिस्कमा फ्लश भएको समयसँग बाँधिएको हुन्छ। यस बिन्दुमा, यस्ता धेरै अपरेशनहरू गर्न सकिन्छ।

यस्तो देखिन्छ कि कम्प्याक्शनहरू कुनै पनि तरिकामा सीमित छैनन् र कार्यान्वयनको क्रममा ठूलो डिस्क I/O स्पाइकहरू निम्त्याउन सक्छ।

CPU लोड स्पाइक

निस्सन्देह, यसले प्रणालीको गतिमा बरु नकारात्मक प्रभाव पार्छ, र LSM भण्डारणहरूको लागि पनि गम्भीर चुनौती हो: धेरै ओभरहेडको कारण बिना उच्च क्वेरी गतिलाई समर्थन गर्न कम्प्याक्सनहरू कसरी बनाउने?
कम्प्याक्शन प्रक्रियामा मेमोरीको प्रयोग पनि धेरै उत्सुक देखिन्छ।

हामी देख्न सक्छौं कि, कम्प्याक्सन पछि, धेरै जसो मेमोरीले स्थिति क्यासबाट नि: शुल्कमा परिवर्तन गर्दछ: यसको मतलब त्यहाँबाट सम्भावित बहुमूल्य जानकारी हटाइएको छ। यदि यो यहाँ प्रयोग गरिएको छ भने उत्सुक छ fadvice() वा केहि अन्य न्यूनीकरण प्रविधि, वा यो कम्प्याक्शन द्वारा नष्ट ब्लकहरु को क्यास खाली भएको कारण हो?

असफलता रिकभरी

प्रकोप रिकभरी समय लाग्छ, र राम्रो कारणको लागि। प्रति सेकेन्ड एक मिलियन रेकर्डको आगमन स्ट्रिमको लागि, रिकभरीले SSD ड्राइभलाई ध्यानमा राख्दा मैले लगभग 25 मिनेट कुर्नुपर्ने थियो।

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."

रिकभरी प्रक्रियाको मुख्य समस्या उच्च मेमोरी खपत हो। सर्भर सामान्य अवस्थामा समान मात्रामा मेमोरीको साथ स्थिर रूपमा चल्न सक्ने भए तापनि, यदि यो क्र्यास भयो भने, यो OOM को कारणले बढ्न सक्दैन। मैले फेला पारेको एउटै समाधान भनेको डाटा सङ्कलन बन्द गर्नु, सर्भरलाई माथि ल्याउनु, यसलाई पुनःप्राप्त गर्न दिनुहोस्, र सङ्कलन सक्षम गरी रिबुट गर्नु हो।

न्यानो अप गर्दै

वार्म अपको समयमा दिमागमा राख्नको लागि अर्को व्यवहार भनेको स्टार्टअप पछि ठीक पछि उच्च स्रोत खपतमा कम प्रदर्शनको अनुपात हो। केहि समयमा, तर सबै सुरु हुँदैन, मैले CPU र मेमोरीमा गम्भीर भार देखे।

मेमोरी प्रयोगमा कमीले संकेत गर्दछ कि प्रोमेथियसले सुरुदेखि नै सबै शुल्कहरू कन्फिगर गर्न सक्दैन, र केही जानकारी हराएको छ।
मैले उच्च CPU र मेमोरी प्रयोगको लागि सही कारणहरू फेला पारेको छैन। मलाई शंका छ कि यो उच्च आवृत्ति संग हेड ब्लक मा नयाँ समय श्रृंखला को निर्माण को कारण हो।

CPU स्पाइकहरू

घनत्वको अतिरिक्त, जसले पर्याप्त उच्च I/O लोड सिर्जना गर्दछ, मैले प्रत्येक दुई मिनेटमा CPU लोडमा गम्भीर स्पाइकहरू देखेको छु। फटहरू उच्च आगमन ट्राफिकको साथ लामो हुन्छन् र तिनीहरू गो गार्बेज कलेक्टरले गर्दा भएको जस्तो देखिन्छ, कम्तिमा केही कोरहरू पूर्ण रूपमा लोड हुन्छन्।

यी जम्पहरू त्यति महत्वहीन छैनन्। यस्तो देखिन्छ कि जब तिनीहरू हुन्छन्, प्रोमेथियस आन्तरिक प्रविष्टि बिन्दु र मेट्रिक्स अनुपलब्ध हुन्छन्, एकै समय अन्तरालहरूमा डेटा घटाउने कारण।

तपाईंले यो पनि याद गर्न सक्नुहुन्छ कि प्रोमेथियस निर्यातक एक सेकेन्डको लागि बन्द हुन्छ।

हामी फोहोर संकलन (GC) संग सहसंबंध देख्न सक्छौं।

निष्कर्षमा

Prometheus 2 मा TSDB छिटो छ, लाखौं समय श्रृंखलाहरू ह्यान्डल गर्न सक्षम छ र एकै समयमा मामूली हार्डवेयर प्रयोग गरेर प्रति सेकेन्ड हजारौं लेखहरू। CPU र डिस्क I/O उपयोग पनि प्रभावशाली छ। मेरो उदाहरणले प्रति प्रयोग गरिएको कोर प्रति सेकेन्ड 200 मेट्रिक्स देखाएको छ।

विस्तारको लागि योजना बनाउनको लागि, तपाईंले याद गर्न आवश्यक छ कि त्यहाँ पर्याप्त मेमोरी छ, र यो वास्तविक मेमोरी हुनुपर्छ। प्रयोग गरिएको मेमोरीको मात्रा, जुन मैले अवलोकन गरें, आगमन स्ट्रिमको प्रति 5 रेकर्ड प्रति सेकेन्ड लगभग 100 GB थियो, जसले, अपरेटिङ सिस्टम क्यासको साथमा, लगभग 000 GB ओगटेको मेमोरी दियो।

निस्सन्देह, CPU र डिस्क I/O स्पाइकहरू नियन्त्रण गर्न अझै धेरै काम गर्न बाँकी छ, र यो अचम्मको कुरा होइन, युवा TSDB Prometheus 2 लाई InnoDB, TokuDB, RocksDB, WiredTiger सँग तुलना गरिएको छ, तर तिनीहरू सबैसँग थियो। उनीहरूको जीवन चक्रको सुरुमा समान समस्याहरू।

स्रोत: www.habr.com