Vorlage „Apache Cassandra für Bigtable“

Die Vorlage „Apache Cassandra für Bigtable“ kopiert eine Tabelle von Apache Cassandra nach Bigtable. Diese Vorlage erfordert eine minimale Konfiguration und repliziert die Tabellenstruktur in Cassandra so genau wie möglich in Bigtable.

Die Vorlage "Apache Cassandra für Bigtable" eignet sich für Folgendes:

• Migration einer Apache Cassandra-Datenbank, wenn kurze Ausfallzeiten akzeptabel sind.
• Regelmäßige Replikation von Cassandra-Tabellen in Bigtable für globale Bereitstellungszwecke.

Pipelineanforderungen

• Die Bigtable-Zieltabelle muss vorhanden sein, bevor Sie die Pipeline ausführen.
• Netzwerkverbindung zwischen Dataflow-Workern und Apache Cassandra-Knoten.

Typkonvertierung

Die Vorlage „Apache Cassandra für Bigtable“ konvertiert Apache Cassandra-Datentypen automatisch in Bigtable-Datentypen.

Die meisten Primitiven werden in Bigtable und Apache Cassandra auf die gleiche Weise dargestellt. Die folgenden Primitiven werden jedoch anders dargestellt:

• Date und Timestamp werden in DateTime-Objekte konvertiert
• UUID wird konvertiert in String
• Varint wird konvertiert in BigDecimal

Apache Cassandra unterstützt nativ auch komplexere Typen wie Tuple, List, Set und Map. Tupel werden von dieser Pipeline nicht unterstützt, da es in Apache Beam keinen entsprechenden Typ gibt.

In Apache Cassandra können Sie beispielsweise eine Spalte vom Typ List mit dem Namen „mylist“ und Werte wie die in der folgenden Tabelle haben:

row	mylist
1	(a,b,c)

Die Pipeline erweitert die Listenspalte in drei verschiedene Spalten (in Bigtable als Spaltenqualifizierer bezeichnet). Der Name der Spalten lautet „mylist“, aber die Pipeline hängt den Index des Elements in der Liste an, z. B. „mylist [0]“.

row	mylist[0]	mylist[1]	mylist[2]
1	a	b	c

Die Pipeline verarbeitet die Sätze wie Listen, fügt jedoch ein Suffix hinzu, das angibt, ob die Zelle ein Schlüssel oder ein Wert ist.

row	mymap
1	{"first_key":"first_value","another_key":"different_value"}

Nach der Transformation wird die Tabelle so angezeigt:

row	mymap[0].key	mymap[0].value	mymap[1].key	mymap[1].value
1	first_key	first_value	another_key	different_value

Primärschlüssel-Konvertierung

In Apache Cassandra wird ein Primärschlüssel mithilfe der Datendefinitionssprache definiert. Der Primärschlüssel ist entweder einfach, zusammengesetzt oder mit Clustering-Spalten kombiniert. Bigtable unterstützt die manuelle Erstellung von Zeilenschlüsseln, die lexikografisch in einem Byte-Array angeordnet sind. Die Pipeline sammelt automatisch Informationen zum Schlüsseltyp und erstellt basierend auf Best Practices zum Erstellen von Zeilenschlüsseln basierend auf mehreren Werten automatisch einen Schlüssel.

Vorlagenparameter

Erforderliche Parameter

• cassandraHosts: Die Hosts der Apache Cassandra-Knoten in einer kommagetrennten Liste.
• cassandraKeyspace: Der Apache Cassandra-Schlüsselbereich, in dem sich die Tabelle befindet.
• cassandraTable: Die zu kopierende Apache Cassandra-Tabelle.
• bigtableProjectId: Die Google Cloud-Projekt-ID, die mit der Bigtable-Instanz verknüpft ist.
• bigtableInstanceId: Die ID der Bigtable-Instanz, in die die Apache Cassandra-Tabelle kopiert wird.
• bigtableTableId: Der Name der Bigtable-Tabelle, in die die Apache Cassandra-Tabelle kopiert wird.

Optionale Parameter

• cassandraPort: Der TCP-Port, über den Apache Cassandra auf den Knoten erreicht werden soll. Der Standardwert ist 9042.
• defaultColumnFamily: Der Name der Spaltenfamilie der Bigtable-Tabelle. Der Standardwert ist default.
• rowKeySeparator: Das Trennzeichen, das zum Erstellen von Zeilenschlüsseln verwendet wird. Der Standardwert ist #.
• splitLargeRows: Mit diesem Flag können Sie das Aufteilen großer Zeilen in mehrere MutateRows-Anfragen aktivieren. Wenn eine große Zeile auf mehrere API-Aufrufe aufgeteilt wird, sind die Aktualisierungen der Zeile nicht atomar. .
• writetimeCassandraColumnSchema: GCS-Pfad zum Schema, um Cassandra-Schreibzeiten in Bigtable zu kopieren. Der Befehl zum Generieren dieses Schemas lautet cqlsh -e "select json * from system_schema.columns where keyspace_name='$CASSANDRA_KEYSPACE' and table_name='$CASSANDRA_TABLE'`" > column_schema.json. Legen Sie $WRITETIME_CASSANDRA_COLUMN_SCHEMA auf einen GCS-Pfad fest, z.B. gs://$BUCKET_NAME/column_schema.json. Laden Sie das Schema dann in GCS hoch: gcloud storage cp column_schema.json $WRITETIME_CASSANDRA_COLUMN_SCHEMA. Für die JSON-Unterstützung ist Cassandra-Version 2.2 oder höher erforderlich.
• setZeroTimestamp: Das Flag zum Festlegen des Bigtable-Zellenzeitstempels auf 0, wenn die Cassandra-Schreibzeit nicht vorhanden ist. Wenn dieses Flag nicht festgelegt ist, wird standardmäßig der Bigtable-Zellenzeitstempel als Zeitpunkt der Vorlagenreplikation festgelegt, also jetzt.

Führen Sie die Vorlage aus.

Console

1. Rufen Sie die Dataflow-Seite Job aus Vorlage erstellen auf.
Zur Seite "Job aus Vorlage erstellen“
2. Geben Sie im Feld Jobname einen eindeutigen Jobnamen ein.
3. Optional: Wählen Sie für Regionaler Endpunkt einen Wert aus dem Drop-down-Menü aus. Die Standardregion ist us-central1.

   Eine Liste der Regionen, in denen Sie einen Dataflow-Job ausführen können, finden Sie unter Dataflow-Standorte.

4. Wählen Sie im Drop-down-Menü Dataflow-Vorlage die Option the Cassandra to Cloud Bigtable templateaus.
5. Geben Sie Ihre Parameterwerte in die Parameterfelder ein.
6. Klicken Sie auf Job ausführen.

gcloud

Hinweis: Um classic-Vorlagen mit dem Google Cloud CLI auszuführen, benötigen Sie das Google Cloud CLI in der Version 138.0.0 oder höher.

Führen Sie die Vorlage in der Shell oder im Terminal aus:

gcloud dataflow jobs run JOB_NAME \
    --gcs-location gs://dataflow-templates-REGION_NAME/VERSION/Cassandra_To_Cloud_Bigtable \
    --region REGION_NAME \
    --parameters \
bigtableProjectId=BIGTABLE_PROJECT_ID,\
bigtableInstanceId=BIGTABLE_INSTANCE_ID,\
bigtableTableId=BIGTABLE_TABLE_ID,\
cassandraHosts=CASSANDRA_HOSTS,\
cassandraKeyspace=CASSANDRA_KEYSPACE,\
cassandraTable=CASSANDRA_TABLE

Ersetzen Sie dabei Folgendes:

• JOB_NAME: ein eindeutiger Jobname Ihrer Wahl
• VERSION: Die Version der Vorlage, die Sie verwenden möchten

  Sie können die folgenden Werte verwenden:

  • latest zur Verwendung der neuesten Version der Vorlage, die im nicht datierten übergeordneten Ordner im Bucket verfügbar ist: gs://dataflow-templates-REGION_NAME/latest/
  • Den Versionsnamen wie 2023-09-12-00_RC00, um eine bestimmte Version der Vorlage zu verwenden. Diese ist verschachtelt im jeweiligen datierten übergeordneten Ordner im Bucket enthalten: gs://dataflow-templates-REGION_NAME/.
  Achtung: Die neueste Version der Vorlagen wird möglicherweise mit funktionsgefährdenden Änderungen aktualisiert. In Ihren Produktionsumgebungen sollten Vorlagen verwendet werden, die sich im aktuellsten datierten übergeordneten Ordner befinden, um zu verhindern, dass diese funktionsgefährdenden Änderungen Ihre Produktionsworkflows beeinträchtigen.
• REGION_NAME: die Region, in der Sie Ihren Dataflow-Job bereitstellen möchten, z. B. us-central1
• BIGTABLE_PROJECT_ID: Ihre Projekt-ID, in der sich Bigtable befindet
• BIGTABLE_INSTANCE_ID: die Bigtable-Instanz-ID
• BIGTABLE_TABLE_ID: der Name Ihres Bigtable-Tabellennamens
• CASSANDRA_HOSTS: Apache Cassandra-Hostliste. Wenn mehrere Hosts angegeben sind, folgen Sie der Anleitung zum Maskieren von Kommas.
• CASSANDRA_KEYSPACE: Der Apache Cassandra-Schlüsselbereich, in dem sich die Tabelle befindet.
• CASSANDRA_TABLE: Die Apache Cassandra-Tabelle, die migriert werden soll

API

Senden Sie eine HTTP-POST-Anfrage, um die Vorlage mithilfe der REST API auszuführen. Weitere Informationen zur API und ihren Autorisierungsbereichen finden Sie unter projects.templates.launch.

POST https://dataflow.googleapis.com/v1b3/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/templates:launch?gcsPath=gs://dataflow-templates-LOCATION/VERSION/Cassandra_To_Cloud_Bigtable
{
   "jobName": "JOB_NAME",
   "parameters": {
       "bigtableProjectId": "BIGTABLE_PROJECT_ID",
       "bigtableInstanceId": "BIGTABLE_INSTANCE_ID",
       "bigtableTableId": "BIGTABLE_TABLE_ID",
       "cassandraHosts": "CASSANDRA_HOSTS",
       "cassandraKeyspace": "CASSANDRA_KEYSPACE",
       "cassandraTable": "CASSANDRA_TABLE"
   },
   "environment": { "zone": "us-central1-f" }
}

Ersetzen Sie dabei Folgendes:

• PROJECT_ID: die ID des Google Cloud-Projekts, in dem Sie den Dataflow-Job ausführen möchten
• JOB_NAME: ein eindeutiger Jobname Ihrer Wahl
• VERSION: Die Version der Vorlage, die Sie verwenden möchten

  Sie können die folgenden Werte verwenden:

  • latest zur Verwendung der neuesten Version der Vorlage, die im nicht datierten übergeordneten Ordner im Bucket verfügbar ist: gs://dataflow-templates-REGION_NAME/latest/
  • Den Versionsnamen wie 2023-09-12-00_RC00, um eine bestimmte Version der Vorlage zu verwenden. Diese ist verschachtelt im jeweiligen datierten übergeordneten Ordner im Bucket enthalten: gs://dataflow-templates-REGION_NAME/.
  Achtung: Die neueste Version der Vorlagen wird möglicherweise mit funktionsgefährdenden Änderungen aktualisiert. In Ihren Produktionsumgebungen sollten Vorlagen verwendet werden, die sich im aktuellsten datierten übergeordneten Ordner befinden, um zu verhindern, dass diese funktionsgefährdenden Änderungen Ihre Produktionsworkflows beeinträchtigen.
• LOCATION: die Region, in der Sie Ihren Dataflow-Job bereitstellen möchten, z. B. us-central1
• BIGTABLE_PROJECT_ID: Ihre Projekt-ID, in der sich Bigtable befindet
• BIGTABLE_INSTANCE_ID: die Bigtable-Instanz-ID
• BIGTABLE_TABLE_ID: der Name Ihres Bigtable-Tabellennamens
• CASSANDRA_HOSTS: Apache Cassandra-Hostliste. Wenn mehrere Hosts angegeben sind, folgen Sie der Anleitung zum Maskieren von Kommas.
• CASSANDRA_KEYSPACE: Der Apache Cassandra-Schlüsselbereich, in dem sich die Tabelle befindet.
• CASSANDRA_TABLE: Die Apache Cassandra-Tabelle, die migriert werden soll

Quellcode der Vorlage

Java

/*
 * Copyright (C) 2019 Google LLC
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not
 * use this file except in compliance with the License. You may obtain a copy of
 * the License at
 *
 *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT
 * WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. See the
 * License for the specific language governing permissions and limitations under
 * the License.
 */
package com.google.cloud.teleport.bigtable;

import com.datastax.driver.core.Session;
import com.google.cloud.teleport.bigtable.CassandraToBigtable.Options;
import com.google.cloud.teleport.metadata.Template;
import com.google.cloud.teleport.metadata.TemplateCategory;
import com.google.cloud.teleport.metadata.TemplateParameter;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import org.apache.beam.sdk.Pipeline;
import org.apache.beam.sdk.coders.SerializableCoder;
import org.apache.beam.sdk.io.cassandra.CassandraIO;
import org.apache.beam.sdk.io.cassandra.Mapper;
import org.apache.beam.sdk.io.gcp.bigtable.BigtableIO;
import org.apache.beam.sdk.options.Default;
import org.apache.beam.sdk.options.PipelineOptions;
import org.apache.beam.sdk.options.PipelineOptionsFactory;
import org.apache.beam.sdk.options.ValueProvider;
import org.apache.beam.sdk.transforms.ParDo;
import org.apache.beam.sdk.transforms.SerializableFunction;
import org.apache.beam.sdk.values.Row;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * This Dataflow Template performs a one off copy of one table from Apache Cassandra to Cloud
 * Bigtable. It is designed to require minimal configuration and aims to replicate the table
 * structure in Cassandra as closely as possible in Cloud Bigtable.
 *
 * <p>Check out <a
 * href="https://github.com/GoogleCloudPlatform/DataflowTemplates/blob/main/v1/README_Cassandra_To_Cloud_Bigtable.md">README</a>
 * for instructions on how to use or modify this template.
 */
@Template(
    name = "Cassandra_To_Cloud_Bigtable",
    category = TemplateCategory.BATCH,
    displayName = "Cassandra to Cloud Bigtable",
    description = {
      "The Apache Cassandra to Cloud Bigtable template copies a table from Apache Cassandra to Cloud Bigtable. "
          + "This template requires minimal configuration and replicates the table structure in Cassandra as closely as possible in Cloud Bigtable.",
      "The Apache Cassandra to Cloud Bigtable template is useful for the following:\n"
          + "- Migrating Apache Cassandra database when short downtime is acceptable.\n"
          + "- Periodically replicating Cassandra tables to Cloud Bigtable for global serving."
    },
    optionsClass = Options.class,
    documentation =
        "https://cloud.google.com/dataflow/docs/guides/templates/provided/cassandra-to-bigtable",
    contactInformation = "https://cloud.google.com/support",
    requirements = {
      "The target Bigtable table must exist before running the pipeline.",
      "Network connection between Dataflow workers and Apache Cassandra nodes."
    })
final class CassandraToBigtable {

  /** TODO - refactor to extend BigtableCommonOptions.WriteOptions. */
  public interface Options extends PipelineOptions {

    @TemplateParameter.Text(
        order = 1,
        groupName = "Source",
        regexes = {"^[a-zA-Z0-9\\.\\-,]*$"},
        description = "Cassandra Hosts",
        helpText = "The hosts of the Apache Cassandra nodes in a comma-separated list.")
    ValueProvider<String> getCassandraHosts();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setCassandraHosts(ValueProvider<String> hosts);

    @TemplateParameter.Integer(
        order = 2,
        groupName = "Source",
        optional = true,
        description = "Cassandra Port",
        helpText =
            "The TCP port to use to reach Apache Cassandra on the nodes. The default value is `9042`.")
    @Default.Integer(9042)
    ValueProvider<Integer> getCassandraPort();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setCassandraPort(ValueProvider<Integer> port);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 3,
        groupName = "Source",
        regexes = {"^[a-zA-Z0-9][a-zA-Z0-9_]{0,47}$"},
        description = "Cassandra Keyspace",
        helpText = "The Apache Cassandra keyspace where the table is located.")
    ValueProvider<String> getCassandraKeyspace();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setCassandraKeyspace(ValueProvider<String> keyspace);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 4,
        groupName = "Source",
        regexes = {"^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]*$"},
        description = "Cassandra Table",
        helpText = "The Apache Cassandra table to copy.")
    ValueProvider<String> getCassandraTable();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setCassandraTable(ValueProvider<String> cassandraTable);

    @TemplateParameter.ProjectId(
        order = 5,
        groupName = "Target",
        description = "Bigtable Project ID",
        helpText = "The Google Cloud project ID associated with the Bigtable instance.")
    ValueProvider<String> getBigtableProjectId();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setBigtableProjectId(ValueProvider<String> projectId);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 6,
        groupName = "Target",
        regexes = {"[a-z][a-z0-9\\-]+[a-z0-9]"},
        description = "Target Bigtable Instance",
        helpText = "The ID of the Bigtable instance that the Apache Cassandra table is copied to.")
    ValueProvider<String> getBigtableInstanceId();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setBigtableInstanceId(ValueProvider<String> bigtableInstanceId);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 7,
        groupName = "Target",
        regexes = {"[_a-zA-Z0-9][-_.a-zA-Z0-9]*"},
        description = "Target Bigtable Table",
        helpText = "The name of the Bigtable table that the Apache Cassandra table is copied to.")
    ValueProvider<String> getBigtableTableId();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setBigtableTableId(ValueProvider<String> bigtableTableId);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 8,
        groupName = "Target",
        optional = true,
        regexes = {"[-_.a-zA-Z0-9]+"},
        description = "The Default Bigtable Column Family",
        helpText =
            "The name of the column family of the Bigtable table. The default value is `default`.")
    @Default.String("default")
    ValueProvider<String> getDefaultColumnFamily();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setDefaultColumnFamily(ValueProvider<String> defaultColumnFamily);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 9,
        groupName = "Target",
        optional = true,
        description = "The Row Key Separator",
        helpText = "The separator used to build row-keys. The default value is `#`.")
    @Default.String("#")
    ValueProvider<String> getRowKeySeparator();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setRowKeySeparator(ValueProvider<String> rowKeySeparator);

    @TemplateParameter.Boolean(
        order = 10,
        groupName = "Target",
        optional = true,
        description = "If true, large rows will be split into multiple MutateRows requests",
        helpText =
            "The flag for enabling splitting of large rows into multiple MutateRows requests. Note that when a large row is split between multiple API calls, the updates to the row are not atomic. ")
    ValueProvider<Boolean> getSplitLargeRows();

    void setSplitLargeRows(ValueProvider<Boolean> splitLargeRows);

    // TODO(georgecma) - upgrade template to V2 or modify CassandraIO so column schema is
    // automatically processed.
    @TemplateParameter.GcsReadFile(
        order = 11,
        optional = true,
        description =
            "GCS path to Cassandra JSON column schema. If set, the template will use the schema info to copy Cassandra write time to Bigtable cells",
        helpText =
            "GCS path to schema to copy Cassandra writetimes to Bigtable. The command to generate this schema is ```cqlsh -e \"select json * from system_schema.columns where keyspace_name='$CASSANDRA_KEYSPACE' and table_name='$CASSANDRA_TABLE'`\" > column_schema.json```. Set $WRITETIME_CASSANDRA_COLUMN_SCHEMA to a GCS path, e.g. `gs://$BUCKET_NAME/column_schema.json`. Then upload the schema to GCS: `gcloud storage cp column_schema.json $WRITETIME_CASSANDRA_COLUMN_SCHEMA`. Requires Cassandra version 2.2 onwards for JSON support.")
    ValueProvider<String> getWritetimeCassandraColumnSchema();

    void setWritetimeCassandraColumnSchema(ValueProvider<String> writetimeCassandraColumnSchema);

    @TemplateParameter.Boolean(
        order = 12,
        optional = true,
        description =
            "If true, sets Bigtable cell timestamp to 0 if writetime is not present. Else, the Bigtable cell timestamp defaults to pipeline run time (i.e. now).",
        helpText =
            "The flag for setting Bigtable cell timestamp to 0 if Cassandra writetime is not present. The default behavior for when this flag is not set is to set the Bigtable cell timestamp as the template replication time, i.e. now.")
    @Default.Boolean(false)
    ValueProvider<Boolean> getSetZeroTimestamp();

    void setSetZeroTimestamp(ValueProvider<Boolean> setZeroTimestamp);
  }

  private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(CassandraToBigtable.class);

  /**
   * Runs a pipeline to copy one Cassandra table to Cloud Bigtable.
   *
   * @param args arguments to the pipeline
   */
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Options options = PipelineOptionsFactory.fromArgs(args).withValidation().as(Options.class);
    // Split the Cassandra Hosts value provider into a list value provider.
    ValueProvider.NestedValueProvider<List<String>, String> hosts =
        ValueProvider.NestedValueProvider.of(
            options.getCassandraHosts(),
            (SerializableFunction<String, List<String>>) value -> Arrays.asList(value.split(",")));

    Pipeline p = Pipeline.create(PipelineUtils.tweakPipelineOptions(options));

    // Create a factory method to inject the CassandraRowMapperFn to allow custom type mapping.
    SerializableFunction<Session, Mapper> cassandraObjectMapperFactory =
        new CassandraRowMapperFactory(options.getCassandraTable(), options.getCassandraKeyspace());

    CassandraIO.Read<Row> source =
        CassandraIO.<Row>read()
            .withHosts(hosts)
            .withPort(options.getCassandraPort())
            .withKeyspace(options.getCassandraKeyspace())
            .withTable(options.getCassandraTable())
            .withMapperFactoryFn(cassandraObjectMapperFactory)
            .withEntity(Row.class)
            .withCoder(SerializableCoder.of(Row.class))
            .withQuery(
                new CassandraWritetimeQueryProvider(
                    options.getWritetimeCassandraColumnSchema(),
                    options.getCassandraKeyspace(),
                    options.getCassandraTable()));

    BigtableIO.Write sink =
        BigtableIO.write()
            .withProjectId(options.getBigtableProjectId())
            .withInstanceId(options.getBigtableInstanceId())
            .withTableId(options.getBigtableTableId());

    p.apply("Read from Cassandra", source)
        .apply(
            "Convert Row",
            ParDo.of(
                BeamRowToBigtableFn.createWithSplitLargeRows(
                    options.getRowKeySeparator(),
                    options.getDefaultColumnFamily(),
                    options.getSplitLargeRows(),
                    BeamRowToBigtableFn.MAX_MUTATION_PER_REQUEST,
                    options.getWritetimeCassandraColumnSchema(),
                    options.getSetZeroTimestamp())))
        .apply("Write to Bigtable", sink);
    p.run();
  }
}

Nächste Schritte

• Dataflow-Vorlagen
• Sehen Sie sich die Liste der von Google bereitgestellten Vorlagen an.