1.1 miliarda przejazdów taksówkami: 108-rdzeniowy klaster ClickHouse

Tłumaczenie artykułu zostało przygotowane specjalnie dla studentów kursu Inżynier danych.

1.1 miliarda przejazdów taksówkami: 108-rdzeniowy klaster ClickHouse

Kliknij Dom to kolumnowa baza danych typu open source. To wspaniałe środowisko, w którym setki analityków może szybko przeglądać szczegółowe dane, nawet jeśli dziennie wprowadzane są dziesiątki miliardów nowych rekordów. Koszty infrastruktury obsługującej taki system mogą sięgać nawet 100 10 dolarów rocznie, a potencjalnie o połowę mniej, w zależności od sposobu użytkowania. W pewnym momencie instalacja ClickHouse firmy Yandex Metrics zawierała XNUMX bilionów rekordów. Oprócz Yandex, ClickHouse odniósł również sukces w Bloomberg i Cloudflare.

Dwa lata temu spędziłem analiza porównawcza baz danych przy użyciu jednej maszyny i tak się stało najszybszy darmowe oprogramowanie baz danych, jakie kiedykolwiek widziałem. Od tego czasu programiści nie przestają dodawać funkcji, w tym obsługi kompresji Kafka, HDFS i ZStandard. W zeszłym roku dodali obsługę metod kompresji kaskadowej i delta-z-delty kodowanie stało się możliwe. Podczas kompresji danych szeregów czasowych wartości mierników można dobrze skompresować za pomocą kodowania delta, ale w przypadku liczników lepiej byłoby zastosować kodowanie delta po delta. Dobra kompresja stała się kluczem do wydajności ClickHouse.

ClickHouse składa się ze 170 tysięcy linii kodu C++, nie licząc bibliotek innych firm, i jest jedną z najmniejszych baz kodu rozproszonych baz danych. Dla porównania, SQLite nie obsługuje dystrybucji i składa się z 235 tysięcy linii kodu C. W chwili pisania tego tekstu w ClickHouse pracowało 207 inżynierów, a intensywność zatwierdzeń ostatnio wzrosła.

W marcu 2017 r. ClickHouse rozpoczął prowadzenie dziennik zmian jako łatwy sposób śledzenia rozwoju. Podzielili także monolityczny plik dokumentacji na hierarchię plików opartą na Markdown. Problemy i funkcje są śledzone za pośrednictwem GitHuba, a ogólnie rzecz biorąc, w ciągu ostatnich kilku lat oprogramowanie stało się znacznie bardziej dostępne.

W tym artykule przyjrzę się wydajności klastra ClickHouse na AWS EC2 przy użyciu 36-rdzeniowych procesorów i pamięci NVMe.

AKTUALIZACJA: Tydzień po opublikowaniu tego posta ponownie przeprowadziłem test z ulepszoną konfiguracją i uzyskałem znacznie lepsze wyniki. Ten post został zaktualizowany, aby odzwierciedlić te zmiany.

Uruchomienie klastra AWS EC2

W tym poście użyję trzech instancji c5d.9xlarge EC2. Każdy z nich zawiera 36 wirtualnych procesorów, 72 GB pamięci RAM, 900 GB pamięci NVMe SSD i obsługuje sieć 10 Gigabit. Kosztują 1,962 USD za godzinę w regionie eu-west-1, jeśli działają na żądanie. Jako systemu operacyjnego będę używać Ubuntu Server 16.04 LTS.

Zapora sieciowa jest skonfigurowana tak, aby każda maszyna mogła komunikować się ze sobą bez ograniczeń, a tylko mój adres IPv4 jest umieszczany na białej liście przez SSH w klastrze.

Dysk NVMe w stanie gotowości operacyjnej

Aby ClickHouse działał, utworzę system plików w formacie EXT4 na dysku NVMe na każdym z serwerów.

$ sudo mkfs -t ext4 /dev/nvme1n1
$ sudo mkdir /ch
$ sudo mount /dev/nvme1n1 /ch

Po skonfigurowaniu wszystkiego możesz zobaczyć punkt podłączenia i 783 GB miejsca dostępnego w każdym systemie.

$ lsblk

NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
loop0         7:0    0  87.9M  1 loop /snap/core/5742
loop1         7:1    0  16.5M  1 loop /snap/amazon-ssm-agent/784
nvme0n1     259:1    0     8G  0 disk
└─nvme0n1p1 259:2    0     8G  0 part /
nvme1n1     259:0    0 838.2G  0 disk /ch

$ df -h

Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev             35G     0   35G   0% /dev
tmpfs           6.9G  8.8M  6.9G   1% /run
/dev/nvme0n1p1  7.7G  967M  6.8G  13% /
tmpfs            35G     0   35G   0% /dev/shm
tmpfs           5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs            35G     0   35G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/loop0       88M   88M     0 100% /snap/core/5742
/dev/loop1       17M   17M     0 100% /snap/amazon-ssm-agent/784
tmpfs           6.9G     0  6.9G   0% /run/user/1000
/dev/nvme1n1    825G   73M  783G   1% /ch

Zbiór danych, którego użyję w tym teście, to zrzut danych wygenerowany na podstawie 1.1 miliarda przejazdów taksówką w Nowym Jorku w ciągu sześciu lat. Na blogu Miliard podróży taksówkami w Redshift szczegółowo opisuje, w jaki sposób zebrałem ten zestaw danych. Są przechowywane w AWS S3, więc skonfiguruję AWS CLI za pomocą moich kluczy dostępu i tajnych kluczy.

$ sudo apt update
$ sudo apt install awscli
$ aws configure

Ustawię limit jednoczesnych żądań klienta na 100, aby pliki pobierały się szybciej niż ustawienia domyślne.

$ aws configure set 
    default.s3.max_concurrent_requests 
    100

Pobiorę zestaw danych o przejazdach taksówką z AWS S3 i zapiszę go na dysku NVMe na pierwszym serwerze. Ten zbiór danych ma około 104 GB w formacie CSV skompresowanym przy użyciu GZIP.

$ sudo mkdir -p /ch/csv
$ sudo chown -R ubuntu /ch/csv
$ aws s3 sync s3://<bucket>/csv /ch/csv

Instalacja ClickHouse

Zainstaluję dystrybucję OpenJDK dla Java 8, ponieważ jest ona wymagana do uruchomienia Apache ZooKeeper, który jest wymagany do rozproszonej instalacji ClickHouse na wszystkich trzech komputerach.

$ sudo apt update
$ sudo apt install 
    openjdk-8-jre 
    openjdk-8-jdk-headless

Następnie ustawiam zmienną środowiskową JAVA_HOME.

$ sudo vi /etc/profile
 
export JAVA_HOME=/usr
 
$ source /etc/profile

Następnie użyję systemu zarządzania pakietami Ubuntu, aby zainstalować ClickHouse 18.16.1, spojrzenie i ZooKeeper na wszystkich trzech komputerach.

$ sudo apt-key adv 
    --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 
    --recv E0C56BD4
$ echo "deb http://repo.yandex.ru/clickhouse/deb/stable/ main/" | 
    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/clickhouse.list
$ sudo apt-get update

$ sudo apt install 
    clickhouse-client 
    clickhouse-server 
    glances 
    zookeeperd

Utworzę katalog dla ClickHouse, a także dokonam nadpisań konfiguracyjnych na wszystkich trzech serwerach.

$ sudo mkdir /ch/clickhouse
$ sudo chown -R clickhouse /ch/clickhouse

$ sudo mkdir -p /etc/clickhouse-server/conf.d
$ sudo vi /etc/clickhouse-server/conf.d/taxis.conf

To są zastąpienia konfiguracji, których będę używać.

<?xml version="1.0"?>
<yandex>
    <listen_host>0.0.0.0</listen_host>
    <path>/ch/clickhouse/</path>

 <remote_servers>
        <perftest_3shards>
            <shard>
                <replica>
                    <host>172.30.2.192</host>
                    <port>9000</port>
                 </replica>
            </shard>
            <shard>
                 <replica>
                    <host>172.30.2.162</host>
                    <port>9000</port>
                 </replica>
            </shard>
            <shard>
                 <replica>
                    <host>172.30.2.36</host>
                    <port>9000</port>
                 </replica>
            </shard>
        </perftest_3shards>
    </remote_servers>

  <zookeeper-servers>
        <node>
            <host>172.30.2.192</host>
            <port>2181</port>
        </node>
        <node>
            <host>172.30.2.162</host>
            <port>2181</port>
        </node>
        <node>
            <host>172.30.2.36</host>
            <port>2181</port>
        </node>
    </zookeeper-servers>

 <macros>
        <shard>03</shard>
        <replica>01</replica>
    </macros>
</yandex>

Następnie uruchomię ZooKeeper i serwer ClickHouse na wszystkich trzech komputerach.

$ sudo /etc/init.d/zookeeper start
$ sudo service clickhouse-server start

Przesyłanie danych do ClickHouse

Na pierwszym serwerze utworzę tabelę podróży (trips), który będzie przechowywać zbiór danych o przejazdach taksówkami przy użyciu silnika Log.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0
 
CREATE TABLE trips (
    trip_id                 UInt32,
    vendor_id               String,

    pickup_datetime         DateTime,
    dropoff_datetime        Nullable(DateTime),

    store_and_fwd_flag      Nullable(FixedString(1)),
    rate_code_id            Nullable(UInt8),
    pickup_longitude        Nullable(Float64),
    pickup_latitude         Nullable(Float64),
    dropoff_longitude       Nullable(Float64),
    dropoff_latitude        Nullable(Float64),
    passenger_count         Nullable(UInt8),
    trip_distance           Nullable(Float64),
    fare_amount             Nullable(Float32),
    extra                   Nullable(Float32),
    mta_tax                 Nullable(Float32),
    tip_amount              Nullable(Float32),
    tolls_amount            Nullable(Float32),
    ehail_fee               Nullable(Float32),
    improvement_surcharge   Nullable(Float32),
    total_amount            Nullable(Float32),
    payment_type            Nullable(String),
    trip_type               Nullable(UInt8),
    pickup                  Nullable(String),
    dropoff                 Nullable(String),

    cab_type                Nullable(String),

    precipitation           Nullable(Int8),
    snow_depth              Nullable(Int8),
    snowfall                Nullable(Int8),
    max_temperature         Nullable(Int8),
    min_temperature         Nullable(Int8),
    average_wind_speed      Nullable(Int8),

    pickup_nyct2010_gid     Nullable(Int8),
    pickup_ctlabel          Nullable(String),
    pickup_borocode         Nullable(Int8),
    pickup_boroname         Nullable(String),
    pickup_ct2010           Nullable(String),
    pickup_boroct2010       Nullable(String),
    pickup_cdeligibil       Nullable(FixedString(1)),
    pickup_ntacode          Nullable(String),
    pickup_ntaname          Nullable(String),
    pickup_puma             Nullable(String),

    dropoff_nyct2010_gid    Nullable(UInt8),
    dropoff_ctlabel         Nullable(String),
    dropoff_borocode        Nullable(UInt8),
    dropoff_boroname        Nullable(String),
    dropoff_ct2010          Nullable(String),
    dropoff_boroct2010      Nullable(String),
    dropoff_cdeligibil      Nullable(String),
    dropoff_ntacode         Nullable(String),
    dropoff_ntaname         Nullable(String),
    dropoff_puma            Nullable(String)
) ENGINE = Log;

Następnie wyodrębniam i ładuję każdy z plików CSV do tabeli podróży (trips). Poniższy dystans został ukończony w 55 minut i 10 sekund. Po tej operacji rozmiar katalogu danych wyniósł 134 GB.

$ time (for FILENAME in /ch/csv/trips_x*.csv.gz; do
            echo $FILENAME
            gunzip -c $FILENAME | 
                clickhouse-client 
                    --host=0.0.0.0 
                    --query="INSERT INTO trips FORMAT CSV"
        done)

Szybkość importu wynosiła 155 MB nieskompresowanej zawartości CSV na sekundę. Podejrzewam, że było to spowodowane wąskim gardłem w dekompresji GZIP. Szybsze mogłoby być równoległe rozpakowanie wszystkich spakowanych plików gzip przy użyciu xargs, a następnie załadowanie rozpakowanych danych. Poniżej znajduje się opis informacji zgłoszonych podczas procesu importu pliku CSV.

$ sudo glances

ip-172-30-2-200 (Ubuntu 16.04 64bit / Linux 4.4.0-1072-aws)                                                                                                 Uptime: 0:11:42
CPU       8.2%  nice:     0.0%                           LOAD    36-core                           MEM      9.8%  active:    5.20G                           SWAP      0.0%
user:     6.0%  irq:      0.0%                           1 min:    2.24                            total:  68.7G  inactive:  61.0G                           total:       0
system:   0.9%  iowait:   1.3%                           5 min:    1.83                            used:   6.71G  buffers:   66.4M                           used:        0
idle:    91.8%  steal:    0.0%                           15 min:   1.01                            free:   62.0G  cached:    61.6G                           free:        0

NETWORK     Rx/s   Tx/s   TASKS 370 (507 thr), 2 run, 368 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
ens5        136b    2Kb
lo         343Mb  343Mb     CPU%  MEM%  VIRT   RES   PID USER        NI S    TIME+ IOR/s IOW/s Command
                           100.4   1.5 1.65G 1.06G  9909 ubuntu       0 S  1:01.33     0     0 clickhouse-client --host=0.0.0.0 --query=INSERT INTO trips FORMAT CSV
DISK I/O     R/s    W/s     85.1   0.0 4.65M  708K  9908 ubuntu       0 R  0:50.60   32M     0 gzip -d -c /ch/csv/trips_xac.csv.gz
loop0          0      0     54.9   5.1 8.14G 3.49G  8091 clickhous    0 S  1:44.23     0   45M /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/clickhouse-server/config.xml
loop1          0      0      4.5   0.0     0     0   319 root         0 S  0:07.50    1K     0 kworker/u72:2
nvme0n1        0     3K      2.3   0.0 91.1M 28.9M  9912 root         0 R  0:01.56     0     0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
nvme0n1p1      0     3K      0.3   0.0     0     0   960 root       -20 S  0:00.10     0     0 kworker/28:1H
nvme1n1    32.1M   495M      0.3   0.0     0     0  1058 root       -20 S  0:00.90     0     0 kworker/23:1H

Przed kontynuowaniem zwolnię miejsce na dysku NVMe, usuwając oryginalne pliki CSV.

$ sudo rm -fr /ch/csv

Konwertuj na formę kolumnową

Silnik Log ClickHouse będzie przechowywać dane w formacie zorientowanym na wiersze. Aby szybciej wysyłać zapytania do danych, konwertuję je do formatu kolumnowego za pomocą silnika MergeTree.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

Poniższy dystans został ukończony w 34 minuty i 50 sekund. Po tej operacji rozmiar katalogu danych wyniósł 237 GB.

CREATE TABLE trips_mergetree
    ENGINE = MergeTree(pickup_date, pickup_datetime, 8192)
    AS SELECT
        trip_id,
        CAST(vendor_id AS Enum8('1' = 1,
                                '2' = 2,
                                'CMT' = 3,
                                'VTS' = 4,
                                'DDS' = 5,
                                'B02512' = 10,
                                'B02598' = 11,
                                'B02617' = 12,
                                'B02682' = 13,
                                'B02764' = 14)) AS vendor_id,
        toDate(pickup_datetime)                 AS pickup_date,
        ifNull(pickup_datetime, toDateTime(0))  AS pickup_datetime,
        toDate(dropoff_datetime)                AS dropoff_date,
        ifNull(dropoff_datetime, toDateTime(0)) AS dropoff_datetime,
        assumeNotNull(store_and_fwd_flag)       AS store_and_fwd_flag,
        assumeNotNull(rate_code_id)             AS rate_code_id,

        assumeNotNull(pickup_longitude)         AS pickup_longitude,
        assumeNotNull(pickup_latitude)          AS pickup_latitude,
        assumeNotNull(dropoff_longitude)        AS dropoff_longitude,
        assumeNotNull(dropoff_latitude)         AS dropoff_latitude,
        assumeNotNull(passenger_count)          AS passenger_count,
        assumeNotNull(trip_distance)            AS trip_distance,
        assumeNotNull(fare_amount)              AS fare_amount,
        assumeNotNull(extra)                    AS extra,
        assumeNotNull(mta_tax)                  AS mta_tax,
        assumeNotNull(tip_amount)               AS tip_amount,
        assumeNotNull(tolls_amount)             AS tolls_amount,
        assumeNotNull(ehail_fee)                AS ehail_fee,
        assumeNotNull(improvement_surcharge)    AS improvement_surcharge,
        assumeNotNull(total_amount)             AS total_amount,
        assumeNotNull(payment_type)             AS payment_type_,
        assumeNotNull(trip_type)                AS trip_type,

        pickup AS pickup,
        pickup AS dropoff,

        CAST(assumeNotNull(cab_type)
            AS Enum8('yellow' = 1, 'green' = 2))
                                AS cab_type,

        precipitation           AS precipitation,
        snow_depth              AS snow_depth,
        snowfall                AS snowfall,
        max_temperature         AS max_temperature,
        min_temperature         AS min_temperature,
        average_wind_speed      AS average_wind_speed,

        pickup_nyct2010_gid     AS pickup_nyct2010_gid,
        pickup_ctlabel          AS pickup_ctlabel,
        pickup_borocode         AS pickup_borocode,
        pickup_boroname         AS pickup_boroname,
        pickup_ct2010           AS pickup_ct2010,
        pickup_boroct2010       AS pickup_boroct2010,
        pickup_cdeligibil       AS pickup_cdeligibil,
        pickup_ntacode          AS pickup_ntacode,
        pickup_ntaname          AS pickup_ntaname,
        pickup_puma             AS pickup_puma,

        dropoff_nyct2010_gid    AS dropoff_nyct2010_gid,
        dropoff_ctlabel         AS dropoff_ctlabel,
        dropoff_borocode        AS dropoff_borocode,
        dropoff_boroname        AS dropoff_boroname,
        dropoff_ct2010          AS dropoff_ct2010,
        dropoff_boroct2010      AS dropoff_boroct2010,
        dropoff_cdeligibil      AS dropoff_cdeligibil,
        dropoff_ntacode         AS dropoff_ntacode,
        dropoff_ntaname         AS dropoff_ntaname,
        dropoff_puma            AS dropoff_puma
    FROM trips;

Tak wyglądał wynik rzutu oka podczas operacji:

ip-172-30-2-200 (Ubuntu 16.04 64bit / Linux 4.4.0-1072-aws)                                                                                                 Uptime: 1:06:09
CPU      10.3%  nice:     0.0%                           LOAD    36-core                           MEM     16.1%  active:    13.3G                           SWAP      0.0%
user:     7.9%  irq:      0.0%                           1 min:    1.87                            total:  68.7G  inactive:  52.8G                           total:       0
system:   1.6%  iowait:   0.8%                           5 min:    1.76                            used:   11.1G  buffers:   71.8M                           used:        0
idle:    89.7%  steal:    0.0%                           15 min:   1.95                            free:   57.6G  cached:    57.2G                           free:        0

NETWORK     Rx/s   Tx/s   TASKS 367 (523 thr), 1 run, 366 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
ens5         1Kb    8Kb
lo           2Kb    2Kb     CPU%  MEM%  VIRT   RES   PID USER        NI S    TIME+ IOR/s IOW/s Command
                           241.9  12.8 20.7G 8.78G  8091 clickhous    0 S 30:36.73   34M  125M /usr/bin/clickhouse-server --config=/etc/clickhouse-server/config.xml
DISK I/O     R/s    W/s      2.6   0.0 90.4M 28.3M  9948 root         0 R  1:18.53     0     0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
loop0          0      0      1.3   0.0     0     0   203 root         0 S  0:09.82     0     0 kswapd0
loop1          0      0      0.3   0.1  315M 61.3M 15701 ubuntu       0 S  0:00.40     0     0 clickhouse-client --host=0.0.0.0
nvme0n1        0     3K      0.3   0.0     0     0     7 root         0 S  0:00.83     0     0 rcu_sched
nvme0n1p1      0     3K      0.0   0.0     0     0   142 root         0 S  0:00.22     0     0 migration/27
nvme1n1    25.8M   330M      0.0   0.0 59.7M 1.79M  2764 ubuntu       0 S  0:00.00     0     0 (sd-pam)

W ostatnim teście kilka kolumn zostało przekonwertowanych i przeliczonych. Odkryłem, że niektóre z tych funkcji nie działają już zgodnie z oczekiwaniami w tym zbiorze danych. Aby rozwiązać ten problem, usunąłem niewłaściwe funkcje i załadowałem dane bez konwersji na bardziej szczegółowe typy.

Dystrybucja danych w klastrze

Rozprowadzę dane pomiędzy wszystkimi trzema węzłami klastra. Na początek poniżej utworzę tabelę na wszystkich trzech maszynach.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

CREATE TABLE trips_mergetree_third (
    trip_id                 UInt32,
    vendor_id               String,
    pickup_date             Date,
    pickup_datetime         DateTime,
    dropoff_date            Date,
    dropoff_datetime        Nullable(DateTime),
    store_and_fwd_flag      Nullable(FixedString(1)),
    rate_code_id            Nullable(UInt8),
    pickup_longitude        Nullable(Float64),
    pickup_latitude         Nullable(Float64),
    dropoff_longitude       Nullable(Float64),
    dropoff_latitude        Nullable(Float64),
    passenger_count         Nullable(UInt8),
    trip_distance           Nullable(Float64),
    fare_amount             Nullable(Float32),
    extra                   Nullable(Float32),
    mta_tax                 Nullable(Float32),
    tip_amount              Nullable(Float32),
    tolls_amount            Nullable(Float32),
    ehail_fee               Nullable(Float32),
    improvement_surcharge   Nullable(Float32),
    total_amount            Nullable(Float32),
    payment_type            Nullable(String),
    trip_type               Nullable(UInt8),
    pickup                  Nullable(String),
    dropoff                 Nullable(String),

    cab_type                Nullable(String),

    precipitation           Nullable(Int8),
    snow_depth              Nullable(Int8),
    snowfall                Nullable(Int8),
    max_temperature         Nullable(Int8),
    min_temperature         Nullable(Int8),
    average_wind_speed      Nullable(Int8),

    pickup_nyct2010_gid     Nullable(Int8),
    pickup_ctlabel          Nullable(String),
    pickup_borocode         Nullable(Int8),
    pickup_boroname         Nullable(String),
    pickup_ct2010           Nullable(String),
    pickup_boroct2010       Nullable(String),
    pickup_cdeligibil       Nullable(FixedString(1)),
    pickup_ntacode          Nullable(String),
    pickup_ntaname          Nullable(String),
    pickup_puma             Nullable(String),

    dropoff_nyct2010_gid    Nullable(UInt8),
    dropoff_ctlabel         Nullable(String),
    dropoff_borocode        Nullable(UInt8),
    dropoff_boroname        Nullable(String),
    dropoff_ct2010          Nullable(String),
    dropoff_boroct2010      Nullable(String),
    dropoff_cdeligibil      Nullable(String),
    dropoff_ntacode         Nullable(String),
    dropoff_ntaname         Nullable(String),
    dropoff_puma            Nullable(String)
) ENGINE = MergeTree(pickup_date, pickup_datetime, 8192);

Następnie upewnię się, że pierwszy serwer widzi wszystkie trzy węzły w klastrze.

SELECT *
FROM system.clusters
WHERE cluster = 'perftest_3shards'
FORMAT Vertical;
Row 1:
──────
cluster:          perftest_3shards
shard_num:        1
shard_weight:     1
replica_num:      1
host_name:        172.30.2.192
host_address:     172.30.2.192
port:             9000
is_local:         1
user:             default
default_database:
Row 2:
──────
cluster:          perftest_3shards
shard_num:        2
shard_weight:     1
replica_num:      1
host_name:        172.30.2.162
host_address:     172.30.2.162
port:             9000
is_local:         0
user:             default
default_database:

Row 3:
──────
cluster:          perftest_3shards
shard_num:        3
shard_weight:     1
replica_num:      1
host_name:        172.30.2.36
host_address:     172.30.2.36
port:             9000
is_local:         0
user:             default
default_database:

Następnie zdefiniuję nową tabelę na pierwszym serwerze bazującą na schemacie trips_mergetree_third i wykorzystuje silnik rozproszony.

CREATE TABLE trips_mergetree_x3
    AS trips_mergetree_third
    ENGINE = Distributed(perftest_3shards,
                         default,
                         trips_mergetree_third,
                         rand());

Następnie skopiuję dane z tabeli opartej na MergeTree na wszystkie trzy serwery. Poniższy dystans został ukończony w 34 minuty i 44 sekundy.

INSERT INTO trips_mergetree_x3
    SELECT * FROM trips_mergetree;

Po powyższej operacji dałem ClickHouse 15 minut na odejście od znaku maksymalnego poziomu przechowywania. Katalogi danych ostatecznie wynosiły odpowiednio 264 GB, 34 GB i 33 GB na każdym z trzech serwerów.

Ocena wydajności klastra ClickHouse

Następnie zobaczyłem najszybszy czas wielokrotnego uruchamiania każdego zapytania w tabeli trips_mergetree_x3.

$ clickhouse-client --host=0.0.0.0

Poniższy wynik ukończono w 2.449 sekundy.

SELECT cab_type, count(*)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY cab_type;

Poniższy wynik ukończono w 0.691 sekundy.

SELECT passenger_count,
       avg(total_amount)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY passenger_count;

Poniższe ukończono w 0 sekundy.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       count(*)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY passenger_count,
         year;

Poniższy wynik ukończono w 0.983 sekundy.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       round(trip_distance) AS distance,
       count(*)
FROM trips_mergetree_x3
GROUP BY passenger_count,
         year,
         distance
ORDER BY year,
         count(*) DESC;

Dla porównania uruchomiłem te same zapytania w tabeli opartej na MergeTree, która znajduje się wyłącznie na pierwszym serwerze.

Ocena wydajności jednego węzła ClickHouse

Następnie zobaczyłem najszybszy czas wielokrotnego uruchamiania każdego zapytania w tabeli trips_mergetree_x3.

Poniższy wynik ukończono w 0.241 sekundy.

SELECT cab_type, count(*)
FROM trips_mergetree
GROUP BY cab_type;

Poniższy wynik ukończono w 0.826 sekundy.

SELECT passenger_count,
       avg(total_amount)
FROM trips_mergetree
GROUP BY passenger_count;

Poniższy wynik ukończono w 1.209 sekundy.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       count(*)
FROM trips_mergetree
GROUP BY passenger_count,
         year;

Poniższy wynik ukończono w 1.781 sekundy.

SELECT passenger_count,
       toYear(pickup_date) AS year,
       round(trip_distance) AS distance,
       count(*)
FROM trips_mergetree
GROUP BY passenger_count,
         year,
         distance
ORDER BY year,
         count(*) DESC;

Refleksje na temat wyników

Po raz pierwszy w moich testach bezpłatna baza danych oparta na procesorze była w stanie przewyższyć bazę danych opartą na GPU. Od tego czasu baza danych oparta na procesorach graficznych przeszła dwie wersje, ale wydajność, jaką ClickHouse zapewnił na jednym węźle, jest mimo to imponująca.

Jednocześnie podczas wykonywania Zapytania 1 w silniku rozproszonym koszty ogólne są o rząd wielkości wyższe. Mam nadzieję, że coś przeoczyłem w swoich badaniach do tego posta, ponieważ byłoby miło zobaczyć, jak czas zapytań spada w miarę dodawania kolejnych węzłów do klastra. Jednak super, że przy wykonywaniu innych zapytań wydajność wzrosła około 2 razy.

Byłoby miło zobaczyć, jak ClickHouse ewoluuje w kierunku możliwości oddzielenia pamięci masowej od obliczeń, aby mogły być skalowane niezależnie. Dodana w zeszłym roku obsługa HDFS może być krokiem w tym kierunku. Jeśli chodzi o obliczenia, jeśli pojedyncze zapytanie można przyspieszyć poprzez dodanie większej liczby węzłów do klastra, przyszłość tego oprogramowania rysuje się w bardzo jasnych barwach.

Dziękujemy za poświęcenie czasu na przeczytanie tego posta. Oferuję usługi konsultingowe, architektoniczne i programistyczne klientom w Ameryce Północnej i Europie. Jeśli chcesz omówić, w jaki sposób moje sugestie mogą pomóc Twojej firmie, skontaktuj się ze mną za pośrednictwem LinkedIn.

Źródło: www.habr.com

Dodaj komentarz