Logstash——利用Kafka Group实现高可用

日志架构

所有日志由Rsyslog或者Filebeat收集,然后传输给Kafka,Logstash作为Consumer消费Kafka里边的数据,分别写入Elasticsearch和Hadoop,最后使用Kibana输出到web端供相关人员查看,或者是由Spark接手进入更深层次的分析。

在以上整个架构中,核心的几个组件Kafka、Elasticsearch、Hadoop天生支持高可用,唯独Logstash是不支持的,用单个Logstash去处理日志,不仅存在处理瓶颈更重要的是在整个系统中存在单点的问题

如果Logstash宕机则将会导致整个集群的不可用,后果可想而知。

如何解决Logstash的单点问题呢?我们可以借助Kafka的Consumer Group来实现。

Kafka Consumer Group

 

Consumer Group: 是个逻辑上的概念,为一组consumer的集合,同一个topic的数据会广播给不同的group,同一个group中只有一个consumer能拿到这个数据。

也就是说对于同一个topic,每个group都可以拿到同样的所有数据,但是数据进入group后只能被其中的一个consumer消费

基于这一点我们只需要启动多个logstsh,并将这些logstash分配在同一个组里边就可以实现logstash的高可用了。

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配置

input {
        kafka {
                bootstrap_servers => "172.x.x.91:9092,172.x.x.92:9092,172.x.x.93:9092"    #kafka集群地址
                group_id => "groupLog"                                  #logstash集群消费kafka集群的身份标识,必须集群相同且唯一
                topics => ["logstash-log"]                              #要消费的kafka主题,logstash集群相同
                consumer_threads => 6                                    #消费线程数,集群中所有logstash相加最好等于 topic 分区数
                auto_offset_reset => "latest"
                decorate_events => true
                type => "app_log"
                codec => json
        }
}

以上为logstash消费kafka集群的配置,其中加入了group_id参数,group_id是一个的字符串,唯一标识一个group,具有相同group_id的consumer构成了一个consumer group,

这样启动多个logstash进程,只需要保证group_id一致就能达到logstash高可用的目的,一个logstash挂掉同一Group内的logstash可以继续消费。

除了高可用外同一Group内的多个Logstash可以同时消费kafka内topic的数据,从而提高logstash的处理能力,但需要注意的是消费kafka数据时,

每个consumer最多只能使用一个partition,当一个Group内consumer的数量大于partition的数量时,只有等于partition个数的consumer能同时消费,其他的consumer处于等待状态。

例如一个topic下有3个partition,那么在一个有5个consumer的group中只有3个consumer在同时消费topic的数据,而另外两个consumer处于等待状态,

所以想要增加logstash的消费性能,可以适当的增加topic的partition数量,但kafka中partition数量过多也会导致kafka集群故障恢复时间过长,

消耗更多的文件句柄与客户端内存等问题,也并不是partition配置越多越好,需要在使用中找到一个平衡。

配置说明

1、codec (反序列化JSON)

es是按照json格式存储数据的,上面的例子中,我们输入到kafka的数据是json格式的,但是经Logstash写入到es之后,整条数据变成一个字符串存储到message字段里面了。

如果我们想要保持原来的json格式写入到es,只需要在input里面再加一条配置项:codec => "json".

2、consumer_threads(并行传输)

Logstash的input读取数的时候可以多线程并行读取,logstash-input-kafka插件中对应的配置项是consumer_threads,默认值为1。一般这个默认值不是最佳选择,那这个值该配置多少呢?这个需要对kafka的模型有一定了解:

  • kafka的topic是分区的,数据存储在每个分区内;
  • kafka的consumer是分组的,任何一个consumer属于某一个组,一个组可以包含多个consumer,同一个组内的consumer不会重复消费的同一份数据。

所以,对于kafka的consumer,一般最佳配置是同一个组内consumer个数(或线程数)等于topic的分区数,这样consumer就会均分topic的分区,达到比较好的均衡效果。

举个例子,比如一个topic有n个分区,consumer有m个线程。那最佳场景就是n=m,此时一个线程消费一个分区。如果n小于m,即线程数多于分区数,那多出来的线程就会空闲。

如果n大于m,那就会存在一些线程同时消费多个分区的数据,造成线程间负载不均衡。

所以,一般consumer_threads配置为你消费的topic的所包含的partition个数即可。如果有多个Logstash实例,那就让实例个数 * consumer_threads等于分区数即可。

没有配置consumer_threads,使用默认值1,可以在Logstash中看到如下日志:

[2019-09-19T22:54:48,207][INFO ][org.apache.kafka.clients.consumer.internals.ConsumerCoordinator] [Consumer clientId=logstash-0, groupId=logstash] Setting newly assigned partitions [nyc-test-1, nyc-test-0]

因为只有一个consumer,所以两个分区都分给了它。这次我们将consumer_threads设置成了2,看下效果:

[2019-09-19T23:23:52,981][INFO ][org.apache.kafka.clients.consumer.internals.ConsumerCoordinator] [Consumer clientId=logstash-0, groupId=logstash] Setting newly assigned partitions [nyc-test-0]
[2019-09-19T23:23:52,982][INFO ][org.apache.kafka.clients.consumer.internals.ConsumerCoordinator] [Consumer clientId=logstash-1, groupId=logstash] Setting newly assigned partitions [nyc-test-1]

有两个线程,即两个consumer,所以各分到一个partition。

3、如何避免重复数据

有些业务场景可能不能忍受重复数据,有一些配置项可以帮我们在一定程度上解决问题。这里需要先梳理一下可能造成重复数据的场景:

  • 数据产生的时候就有重复,业务想对重复数据去重(注意是去重,不是merge)。
  • 数据写入到Kafka时没有重复,但后续流程可能因为网络抖动、传输失败等导致重试造成数据重复。

对于第1种场景,只要原始数据中有唯一字段就可以去重;对于第2种场景,不需要依赖业务数据就可以去重。去重的原理也很简单,利用es document id即可。

对于es,如果写入数据时没有指定document id,就会随机生成一个uuid,如果指定了,就使用指定的值。对于需要去重的场景,我们指定document id即可。

在output elasticsearch中可以通过document_id字段指定document id。对于场景1非常简单,指定业务中的惟一字段为document id即可。主要看下场景2。

对于场景2,我们需要构造出一个“uuid”能惟一标识kafka中的一条数据,这个也非常简单:<topic>+<partition>+<offset>,这三个值的组合就可以惟一标识kafka集群中的一条数据。

input kafka插件也已经帮我们把消息对应的元数据信息记录到了@metadata(Logstash的元数据字段,不会输出到output里面去)字段里面:

  • [@metadata][kafka][topic]:索引信息
  • [@metadata][kafka][consumer_group]:消费者组信息
  • [@metadata][kafka][partition]:分区信息
  • [@metadata][kafka][offset]:offset信息
  • [@metadata][kafka][key]:消息的key(如果有的话)
  • [@metadata][kafka][timestamp]:时间戳信息(消息创建的时间或者broker收到的时间)

所以,就可以这样配置document id了:

document_id => "%{[@metadata][kafka][topic]}-%{[@metadata][kafka][partition]}-%{[@metadata][kafka][offset]}"

当然,如果每条kafka消息都有一个唯一的uuid的话,也可以在写入kafka的时候,将其写为key,然后这里就可以使用[@metadata][kafka][key]作为document id了。

最后一定要注意,只有当decorate_events选项配置为true的时候,上面的@metadata才会记录那些元数据,否则不会记录。而该配置项的默认值是false,即不记录。

4、auto_offset_reset

Kafka中没有初始偏移量或偏移量超出范围时该怎么办:

  • earliest:将偏移量自动重置为最早的偏移量
  • latest:自动将偏移量重置为最新偏移量
  • none:如果未找到消费者组的先前偏移量,则向消费者抛出异常

引用:

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转载自www.cnblogs.com/caoweixiong/p/12691458.html