🥇 प्रोमेथियस २ मा TSDB विश्लेषण

प्रोमेथियस २ मा रहेको समय श्रृंखला डाटाबेस (TSDB) एक इन्जिनियरिङ समाधानको उत्कृष्ट उदाहरण हो जसले डेटा संचय र क्वेरी प्रदर्शन, र स्रोत दक्षताको सन्दर्भमा प्रोमेथियस १ मा v2 भण्डारणमा उल्लेखनीय सुधारहरू प्रदान गर्दछ। हामी Percona Monitoring and Management (PMM) मा प्रोमेथियस २ लागू गर्दै थियौं, र मलाई प्रोमेथियस २ TSDB को प्रदर्शन बुझ्ने अवसर मिल्यो। यस लेखमा, म यी अवलोकनहरूको नतिजा साझा गर्नेछु।

प्रोमिथियसको औसत कार्यभार

प्राथमिक-उद्देश्य डाटाबेसहरूसँग व्यवहार गर्नेहरूका लागि, एक विशिष्ट प्रोमेथियस कार्यभार एकदमै रोचक छ। डेटा संचयको दर स्थिर हुन्छ: तपाईंले निगरानी गर्ने सेवाहरूले सामान्यतया लगभग समान संख्यामा मेट्रिक्स पठाउँछन्, र पूर्वाधार अपेक्षाकृत बिस्तारै परिवर्तन हुन्छ।
जानकारीको लागि अनुरोधहरू विभिन्न स्रोतहरूबाट आउन सक्छन्। केही, अलर्टहरू जस्तै, स्थिर र अनुमानित पनि हुन्छन्। अरू, प्रयोगकर्ता अनुरोधहरू जस्तै, स्पाइकहरू निम्त्याउन सक्छन्, यद्यपि यो धेरैजसो लोडहरूको लागि सामान्य होइन।

लोड परीक्षण

परीक्षणको क्रममा, मैले डेटा एकत्रित गर्ने क्षमतामा ध्यान केन्द्रित गरें। मैले यो स्क्रिप्ट प्रयोग गरेर Go 2.3.2 (PMM 1.10.1 को भागको रूपमा) सँग संकलित प्रोमेथियस 1.14 लाई लिनोड सेवामा तैनाथ गरें: स्ट्याकस्क्रिप्ट। सबैभन्दा यथार्थपरक लोड उत्पादनको लागि, यो स्ट्याकस्क्रिप्ट मैले वास्तविक लोड (Sysbench TPC-C परीक्षण) को साथ धेरै MySQL नोडहरू सुरु गरें, जसमध्ये प्रत्येकले १० नोडहरू अनुकरण गर्‍यो। Linux/माईएसक्यूएल।
निम्न सबै परीक्षणहरू आठ भर्चुअल कोर र ३२ जीबी मेमोरी भएको लिनोड सर्भरमा गरिएको थियो, जसमा २०० MySQL उदाहरणहरू निगरानी गर्दै २० लोड सिमुलेशनहरू चलाइएको थियो। अथवा, प्रोमेथियसको शब्दमा, ८०० लक्ष्यहरू, प्रति सेकेन्ड ४४० स्क्र्यापहरू, प्रति सेकेन्ड ३८०,००० नमूनाहरू, र १७ लाख सक्रिय समय श्रृंखलाहरू थिए।

डिजाइन

प्रोमेथियस १.x द्वारा प्रयोग गरिएको सहित परम्परागत डाटाबेसहरूको विशिष्ट दृष्टिकोण भनेको मेमोरी सीमा। यदि यो लोड ह्यान्डल गर्न पर्याप्त छैन भने, तपाईंले उच्च विलम्बता अनुभव गर्नुहुनेछ र केही प्रश्नहरू कार्यान्वयन हुने छैनन्। प्रोमेथियस २ मा मेमोरी प्रयोग कुञ्जी मार्फत कन्फिगर गरिएको छ। storage.tsdb.min-block-duration, जसले डिस्कमा फ्लश गर्नु अघि रेकर्डहरू कति समयसम्म मेमोरीमा राखिनेछ भनेर निर्धारण गर्दछ (पूर्वनिर्धारित २ घण्टा हो)। आवश्यक मेमोरीको मात्रा नेट आगमन प्रवाहको अतिरिक्त समय श्रृंखला, लेबलहरू र स्क्र्यापहरूको संख्यामा निर्भर गर्दछ। डिस्क स्पेसको सन्दर्भमा, प्रोमेथियसले प्रति रेकर्ड (नमूना) ३ बाइटहरू प्रयोग गर्ने लक्ष्य राख्छ। अर्कोतर्फ, मेमोरी आवश्यकताहरू धेरै उच्च छन्।

ब्लक साइज कन्फिगर गर्न सम्भव भए तापनि, यसलाई म्यानुअल रूपमा कन्फिगर गर्न सिफारिस गरिँदैन, त्यसैले तपाईंले प्रोमेथियसलाई आफ्नो कार्यभारको लागि जति मेमोरी अनुरोध गर्छ त्यति नै दिन बाध्य हुनुहुन्छ।
यदि आगमन मेट्रिक्स स्ट्रिमलाई समर्थन गर्न पर्याप्त मेमोरी छैन भने, प्रोमेथियस मेमोरी सकिएर क्र्यास हुनेछ वा OOM किलरद्वारा समातिनेछ।
प्रोमेथियसको मेमोरी सकिएपछि क्र्यास ढिलाइ गर्न स्वाप थप्दा धेरै मद्दत हुँदैन किनभने यसको प्रयोगले मेमोरी खपत विस्फोट हुन्छ। मलाई लाग्छ यो गो हो, यसको फोहोर सङ्कलनकर्ता, र यसले स्वापलाई कसरी ह्यान्डल गर्छ।
अर्को रोचक दृष्टिकोण भनेको प्रक्रिया सुरु भएको समयदेखि गणना गर्नुको सट्टा, हेड ब्लकलाई निश्चित समयमा डिस्कमा फ्लश गर्न सेट गर्नु हो।

तपाईंले ग्राफबाट देख्न सक्नुहुन्छ, डिस्कमा फ्लसहरू प्रत्येक दुई घण्टामा हुन्छन्। यदि तपाईंले न्यूनतम-ब्लक-अवधि प्यारामिटरलाई एक घण्टामा परिवर्तन गर्नुभयो भने, यी फ्लसहरू आधा घण्टा पछि सुरु हुँदै, प्रत्येक घण्टामा हुनेछन्।
यदि तपाईं आफ्नो प्रोमिथियस स्थापनामा यो र अन्य ग्राफहरू प्रयोग गर्न चाहनुहुन्छ भने, तपाईं यो प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ ड्यासबोर्ड। यो PMM को लागि डिजाइन गरिएको थियो, तर सानो परिमार्जनको साथ यो कुनै पनि प्रोमिथियस स्थापनामा फिट हुन्छ।
हामीसँग हेड ब्लक भनिने एक सक्रिय ब्लक छ, जुन मेमोरीमा भण्डारण गरिएको छ; पुरानो डेटा भएका ब्लकहरू मार्फत पहुँचयोग्य छन् mmap()। यसले क्यासलाई छुट्टै कन्फिगर गर्नुपर्ने आवश्यकता हटाउँछ, तर यसको अर्थ यो पनि हो कि यदि तपाईं हेड ब्लकले राख्न सक्ने भन्दा पुरानो डेटा क्वेरी गर्न चाहनुहुन्छ भने अपरेटिङ सिस्टम क्यासको लागि पर्याप्त ठाउँ छोड्नु पर्छ।
यसको अर्थ प्रोमेथियसको भर्चुअल मेमोरी खपत धेरै उच्च देखिनेछ, जुन चिन्ताको विषय होइन।

अर्को रोचक डिजाइन बिन्दु WAL (अगाडि लेख्ने लग) को प्रयोग हो। भण्डारण कागजातबाट देख्न सकिन्छ, प्रोमेथियसले क्र्यासको समयमा नोक्सानबाट बच्न WAL प्रयोग गर्दछ। डेटा टिकाउपनको ग्यारेन्टी गर्ने विशिष्ट संयन्त्रहरू, दुर्भाग्यवश, कमजोर रूपमा दस्तावेज गरिएका छन्। प्रोमेथियस २.३.२ ले WAL लाई प्रत्येक १० सेकेन्डमा डिस्कमा फ्लश गर्दछ, र यो प्यारामिटर प्रयोगकर्ता-कन्फिगर योग्य छैन।

कम्प्याक्सनहरू

प्रोमेथियस TSDB लाई लग स्ट्रक्चर्ड मर्ज (LSM) स्टोर जस्तै डिजाइन गरिएको छ: हेड ब्लकलाई समय-समयमा डिस्कमा फ्लश गरिन्छ, जबकि कम्प्याक्शन मेकानिज्मले धेरै ब्लकहरूलाई एकसाथ मर्ज गर्दछ ताकि प्रश्नहरूको लागि धेरै ब्लकहरू स्क्यान गर्नबाट बच्न सकियोस्। लोडको एक दिन पछि परीक्षण प्रणालीमा मैले अवलोकन गरेका ब्लकहरूको संख्या यहाँ छ।

यदि तपाईं रिपोजिटरीको बारेमा थप जान्न चाहनुहुन्छ भने, तपाईं meta.json फाइल हेर्न सक्नुहुन्छ, जसमा उपलब्ध ब्लकहरू र तिनीहरू कसरी बनेका हुन् भन्ने बारे जानकारी समावेश 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 कम्प्याक्सनहरू हेड ब्लक डिस्कमा फ्लश गरिएको समयसँग जोडिएका हुन्छन्। त्यस क्षणमा यस्ता धेरै अपरेशनहरू प्रगतिमा हुन सक्छन्।

यस्तो देखिन्छ कि कम्प्याक्सनहरू कुनै पनि हिसाबले सीमित छैनन् र कार्यान्वयनको क्रममा डिस्क I/O मा ठूला स्पाइकहरू निम्त्याउन सक्छन्।

CPU लोड स्पाइकहरू

अवश्य पनि, यसले प्रणाली कार्यसम्पादनमा धेरै नकारात्मक प्रभाव पार्छ, र LSM भण्डारणको लागि पनि गम्भीर चुनौती हो: धेरै ओभरहेड नगरी उच्च क्वेरी दरहरूलाई समर्थन गर्न कसरी कम्प्याक्ट गर्ने?
कम्प्याक्सनको समयमा मेमोरीको प्रयोग पनि धेरै रोचक देखिन्छ।

हामी देख्न सक्छौं कि कम्प्याक्सन पछि धेरैजसो मेमोरीको अवस्था क्यासबाट फ्रीमा कसरी परिवर्तन हुन्छ, जसको अर्थ सम्भावित रूपमा बहुमूल्य जानकारी त्यहाँबाट हटाइएको छ। मलाई लाग्छ कि यो प्रयोग गरिएको छ कि छैन। fadvice() वा कुनै अन्य न्यूनीकरण प्रविधि, वा यो कम्प्याक्सनको समयमा नष्ट भएका ब्लकहरूबाट क्यास मुक्त भएको कारणले भएको हो?

असफलता रिकभरी

विफलताहरूबाट पुन: प्राप्ति गर्न समय लाग्छ, र राम्रो कारणले गर्दा। प्रति सेकेन्ड दस लाख रेकर्डको आगमन प्रवाहको लागि, SSD दिइएको कारणले गर्दा, मलाई पुन: प्राप्ति हुनको लागि लगभग २५ मिनेट पर्खनु पर्यो।

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 भनेको उच्च मेमोरी खपत हो। यद्यपि सर्भरले सामान्यतया उही मात्रामा मेमोरीसँग स्थिर रूपमा काम गर्न सक्छ, जब यो क्र्यास हुन्छ OOM को कारणले गर्दा यो रिकभर गर्न सक्षम नहुन सक्छ। मैले फेला पारेको एक मात्र समाधान भनेको डेटा सङ्कलन असक्षम पार्नु, सर्भरलाई माथि उठाउनु, यसलाई रिकभर गर्न दिनु र सङ्कलन सक्षम पारेर रिबुट गर्नु थियो।

न्यानो अप गर्दै

वार्मअपको समयमा सचेत हुनुपर्ने अर्को व्यवहार भनेको स्टार्टअप पछि कम प्रदर्शन र उच्च स्रोत खपतको अनुपात हो। मैले केही स्टार्टअपहरूमा उल्लेखनीय CPU र मेमोरी प्रयोग देखेको थिएँ, तर सबै होइन।

मेमोरी प्रयोगमा आएको गिरावटले प्रोमेथियसले सुरुदेखि नै सबै सङ्ग्रहहरू कन्फिगर गर्न नसक्ने र केही जानकारी हराएको संकेत गर्छ।
उच्च CPU र मेमोरी लोडको सही कारणहरू मैले पत्ता लगाएको छैन। मलाई शंका छ कि यो उच्च आवृत्तिमा हेड ब्लकमा नयाँ समय श्रृंखलाको सिर्जनासँग सम्बन्धित छ।

CPU लोड स्पाइकहरू

कम्प्याक्सनहरू बाहेक, जसले धेरै उच्च I/O लोड सिर्जना गर्दछ, मैले प्रत्येक दुई मिनेटमा CPU लोडमा गम्भीर स्पाइकहरू देखेको छु। आगमन प्रवाह उच्च हुँदा स्पाइकहरू लामो हुन्छन्, र तिनीहरू गोको फोहोर सङ्कलनकर्ताको कारणले भएको देखिन्छ, कम्तिमा केही कोरहरू पूर्ण रूपमा प्रयोग गरिएका छन्।

यी स्पाइकहरू त्यति नगण्य छैनन्। यस्तो देखिन्छ कि जब तिनीहरू हुन्छन्, आन्तरिक प्रविष्टि बिन्दु र प्रोमेथियस मेट्रिक्स अनुपलब्ध हुन्छन्, जसले गर्दा यी नै समय अवधिहरूमा डेटा घट्छ।

तपाईंले यो पनि याद गर्न सक्नुहुन्छ कि प्रोमिथियस निर्यातकर्ता एक सेकेन्डको लागि झुण्डिएको छ।

हामी फोहोर सङ्कलन (GC) सँग सम्बन्ध देख्न सक्छौं।

निष्कर्षमा

प्रोमेथियस २ मा रहेको TSDB छिटो छ, लाखौं समय श्रृंखलाहरू ह्यान्डल गर्न सक्षम छ र एकै समयमा धेरै सामान्य हार्डवेयर प्रयोग गरेर प्रति सेकेन्ड हजारौं लेखहरू। CPU र डिस्क I/O उपयोग पनि प्रभावशाली छ। मेरो उदाहरणले प्रति कोर प्रयोग गरिएको प्रति सेकेन्ड २००,००० मेट्रिक्स देखाएको छ।

विस्तारको योजना बनाउँदा, तपाईंले पर्याप्त मेमोरीलाई ध्यानमा राख्नु पर्छ, र यो वास्तविक मेमोरी हुनुपर्छ। मैले अवलोकन गरेको मेमोरीको मात्रा प्रति सेकेन्ड आगमन ट्राफिकमा प्रति १००,००० लेखहरूमा लगभग ५ जीबी थियो, जुन अपरेटिङ सिस्टम क्याससँग मिलाउँदा लगभग ८ जीबी ओगटेको मेमोरी प्राप्त भयो।

अवश्य पनि, CPU र डिस्क I/O स्पाइकहरूलाई नियन्त्रण गर्न अझै धेरै काम गर्न बाँकी छ, र यो अचम्मको कुरा होइन किनकि Prometheus 2 TSDB InnoDB, TokuDB, RocksDB, WiredTiger सँग तुलना गर्दा कति जवान छ, तर तिनीहरू सबैको जीवन चक्रको सुरुवातमा समान समस्याहरू थिए।

स्रोत: www.habr.com