Apache Kafka est une plate-forme de streaming distribuée Open Source pour les pipelines de données et l'intégration de données en temps réel. Il fournit un système de streaming efficace et évolutif à utiliser dans diverses applications, y compris:
- Analyse en temps réel
- Traitement en flux continu
- Agrégation de journaux
- Messagerie distribuée
- Streaming d'événements
Objectifs
Installez Kafka sur un cluster Dataproc HA avec ZooKeeper (appelé "cluster Kafka Dataproc" dans ce tutoriel).
Créez des données client fictives, puis publiez-les dans un sujet Kafka.
Créez des tables Parquet et ORC Hive dans Cloud Storage pour recevoir des données de flux de sujets Kafka.
Envoyez une tâche PySpark pour vous abonner au sujet Kafka et le diffuser dans Cloud Storage au format Parquet et ORC.
Exécutez une requête sur les données de table Hive en streaming pour compter les messages Kafka en streaming.
Coûts
Dans ce document, vous utilisez les composants facturables suivants de Google Cloud :
Obtenez une estimation des coûts en fonction de votre utilisation prévue à l'aide du simulateur de coût.
Une fois que vous avez terminé les tâches décrites dans ce document, vous pouvez éviter de continuer à payer des frais en supprimant les ressources que vous avez créées. Pour en savoir plus, consultez la section Effectuer un nettoyage.
Avant de commencer
Si vous ne l'avez pas déjà fait, créez un projet Google Cloud.
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-
In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.
-
Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.
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Enable the Dataproc, Compute Engine, and Cloud Storage APIs.
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Enable the Dataproc, Compute Engine, and Cloud Storage APIs.
- In the Google Cloud console, go to the Cloud Storage Buckets page.
- Click Create bucket.
- On the Create a bucket page, enter your bucket information. To go to the next
step, click Continue.
- For Name your bucket, enter a name that meets the bucket naming requirements.
-
For Choose where to store your data, do the following:
- Select a Location type option.
- Select a Location option.
- For Choose a default storage class for your data, select a storage class.
- For Choose how to control access to objects, select an Access control option.
- For Advanced settings (optional), specify an encryption method, a retention policy, or bucket labels.
- Click Create.
Étapes du tutoriel
Suivez les étapes ci-dessous pour créer un cluster Kafka Dataproc afin de lire un sujet Kafka dans Cloud Storage au format parquet OU ORC.
Copier le script d'installation de Kafka dans Cloud Storage
Le script action d'initialisation kafka.sh
installe Kafka sur un cluster Dataproc.
Parcourez le code.
Copiez le script d'action d'initialisation
kafka.sh
dans votre bucket Cloud Storage. Ce script installe Kafka sur un cluster Dataproc.Ouvrez Cloud Shell, puis exécutez la commande suivante:
gcloud storage cp gs://goog-dataproc-initialization-actions-REGION/kafka/kafka.sh gs://BUCKET_NAME/scripts/
Effectuez les remplacements suivants :
- REGION:
kafka.sh
est stocké dans des buckets publics tagués par région dans Cloud Storage. Spécifiez une région Compute Engine géographiquement proche (par exemple,us-central1
). - BUCKET_NAME : nom du bucket Cloud Storage.
- REGION:
Créer un cluster Kafka Dataproc
Ouvrez Cloud Shell, puis exécutez la commande
gcloud dataproc clusters create
suivante pour créer un cluster HA Dataproc qui installe les composants Kafka et ZooKeeper:gcloud dataproc clusters create KAFKA_CLUSTER \ --project=PROJECT_ID \ --region=REGION \ --image-version=2.1-debian11 \ --num-masters=3 \ --enable-component-gateway \ --initialization-actions=gs://BUCKET_NAME/scripts/kafka.sh
Remarques :
- KAFKA_CLUSTER: nom du cluster, qui doit être unique dans un projet. Le nom doit commencer par une lettre minuscule et peut contenir jusqu'à 51 caractères (lettres minuscules, chiffres et traits d'union). Il ne doit pas se terminer par un trait d'union. Le nom d'un cluster supprimé peut être réutilisé.
- PROJECT_ID: projet à associer à ce cluster.
- REGION: région Compute Engine dans laquelle se trouvera le cluster, par exemple
us-central1
.- Vous pouvez ajouter l'option
--zone=ZONE
facultative pour spécifier une zone dans la région spécifiée, par exempleus-central1-a
. Si vous ne spécifiez pas de zone, la fonctionnalité de sélection de zone automatique de Dataproc sélectionne une zone dans la région spécifiée.
- Vous pouvez ajouter l'option
--image-version
: la version d'image Dataproc2.1-debian11
est recommandée pour ce tutoriel. Remarque: Chaque version d'image contient un ensemble de composants préinstallés, y compris le composant Hive utilisé dans ce tutoriel (voir la section Versions d'images Dataproc compatibles).--num-master
: les nœuds maîtres3
créent un cluster HA. Le composant ZooKeeper, qui est requis par Kafka, est préinstallé sur un cluster HA.--enable-component-gateway
: active la passerelle des composants Dataproc.- BUCKET_NAME: nom de votre bucket Cloud Storage contenant le script d'initialisation
/scripts/kafka.sh
(voir Copier le script d'installation de Kafka dans Cloud Storage).
Créer un sujet custdata
Kafka
Pour créer un sujet Kafka sur le cluster Kafka Dataproc:
Utilisez l'utilitaire SSH pour ouvrir une fenêtre de terminal sur la VM maître du cluster.
Créez un sujet
custdata
Kafka./usr/lib/kafka/bin/kafka-topics.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --create --topic custdata
Remarques :
KAFKA_CLUSTER: insérez le nom de votre cluster Kafka.
-w-0:9092
indique le broker Kafka exécuté sur le port9092
sur le nœudworker-0
.Vous pouvez exécuter les commandes suivantes après avoir créé le sujet
custdata
:# List all topics. /usr/lib/kafka/bin/kafka-topics.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --list
# Consume then display topic data. /usr/lib/kafka/bin/kafka-console-consumer.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata
# Count the number of messages in the topic. /usr/lib/kafka/bin/kafka-run-class.sh kafka.tools.GetOffsetShell \ --broker-list KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata # Delete topic. /usr/lib/kafka/bin/kafka-topics.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --delete --topic custdata
Publier du contenu dans le sujet Kafka custdata
Le script suivant utilise l'outil Kafka kafka-console-producer.sh
pour générer des données client fictives au format CSV.
Copiez, puis collez le script dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka. Appuyez sur <return> pour exécuter le script.
for i in {1..10000}; do \ custname="cust name${i}" uuid=$(dbus-uuidgen) age=$((45 + $RANDOM % 45)) amount=$(echo "$(( $RANDOM % 99999 )).$(( $RANDOM % 99 ))") message="${uuid}:${custname},${age},${amount}" echo ${message} done | /usr/lib/kafka/bin/kafka-console-producer.sh \ --broker-list KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata \ --property "parse.key=true" \ --property "key.separator=:"
Remarques :
- KAFKA_CLUSTER: nom de votre cluster Kafka.
Exécutez la commande Kafka suivante pour vérifier que le sujet
custdata
contient 10 000 messages./usr/lib/kafka/bin/kafka-run-class.sh kafka.tools.GetOffsetShell \ --broker-list KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata
Remarques :
- KAFKA_CLUSTER: nom de votre cluster Kafka.
Résultat attendu :
custdata:0:10000
Créer des tables Hive dans Cloud Storage
Créez des tables Hive pour recevoir les données de flux de sujets Kafka.
Pour créer des tables Hive cust_parquet
(Parquet) et cust_orc
(ORC) dans votre bucket Cloud Storage, procédez comme suit :
Insérez votre BUCKET_NAME dans le script suivant, puis copiez-collez-le dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka, puis appuyez sur <Entrée> pour créer un script
~/hivetables.hql
(Hive Query Language).Vous allez exécuter le script
~/hivetables.hql
à l'étape suivante pour créer des tables parquet et ORC Hive dans votre bucket Cloud Storage.cat > ~/hivetables.hql <<EOF drop table if exists cust_parquet; create external table if not exists cust_parquet (uuid string, custname string, age string, amount string) row format delimited fields terminated by ',' stored as parquet location "gs://BUCKET_NAME/tables/cust_parquet"; drop table if exists cust_orc; create external table if not exists cust_orc (uuid string, custname string, age string, amount string) row format delimited fields terminated by ',' stored as orc location "gs://BUCKET_NAME/tables/cust_orc"; EOF
Dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka, envoyez le job Hive
~/hivetables.hql
pour créer des tables Hivecust_parquet
(Parquet) etcust_orc
(ORC) dans votre bucket Cloud Storage.gcloud dataproc jobs submit hive \ --cluster=KAFKA_CLUSTER \ --region=REGION \ -f ~/hivetables.hql
Remarques :
- Le composant Hive est préinstallé sur le cluster Kafka Dataproc. Consultez la section Versions 2.1.x pour obtenir la liste des versions de composants Hive incluses dans les images 2.1 récemment publiées.
- KAFKA_CLUSTER: nom de votre cluster Kafka.
- REGION: région dans laquelle se trouve votre cluster Kafka.
Diffuser Kafka custdata
vers des tables Hive
- Exécutez la commande suivante dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka pour installer la bibliothèque
kafka-python
. Un client Kafka est nécessaire pour diffuser des données de sujet Kafka dans Cloud Storage.
pip install kafka-python
Insérez votre BUCKET_NAME, puis copiez et collez le code PySpark suivant dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka, puis appuyez sur <Entrée> pour créer un fichier
streamdata.py
.Le script s'abonne au sujet
custdata
Kafka, puis diffuse les données vers vos tables Hive dans Cloud Storage. Le format de sortie, qui peut être Parquet ou ORC, est transmis au script en tant que paramètre.cat > streamdata.py <<EOF #!/bin/python import sys from pyspark.sql.functions import * from pyspark.sql.types import * from pyspark.sql import SparkSession from kafka import KafkaConsumer def getNameFn (data): return data.split(",")[0] def getAgeFn (data): return data.split(",")[1] def getAmtFn (data): return data.split(",")[2] def main(cluster, outputfmt): spark = SparkSession.builder.appName("APP").getOrCreate() spark.sparkContext.setLogLevel("WARN") Logger = spark._jvm.org.apache.log4j.Logger logger = Logger.getLogger(__name__) rows = spark.readStream.format("kafka") \ .option("kafka.bootstrap.servers", cluster+"-w-0:9092").option("subscribe", "custdata") \ .option("startingOffsets", "earliest")\ .load() getNameUDF = udf(getNameFn, StringType()) getAgeUDF = udf(getAgeFn, StringType()) getAmtUDF = udf(getAmtFn, StringType()) logger.warn("Params passed in are cluster name: " + cluster + " output format(sink): " + outputfmt) query = rows.select (col("key").cast("string").alias("uuid"),\ getNameUDF (col("value").cast("string")).alias("custname"),\ getAgeUDF (col("value").cast("string")).alias("age"),\ getAmtUDF (col("value").cast("string")).alias("amount")) writer = query.writeStream.format(outputfmt)\ .option("path","gs://BUCKET_NAME/tables/cust_"+outputfmt)\ .option("checkpointLocation", "gs://BUCKET_NAME/chkpt/"+outputfmt+"wr") \ .outputMode("append")\ .start() writer.awaitTermination() if __name__=="__main__": if len(sys.argv) < 2: print ("Invalid number of arguments passed ", len(sys.argv)) print ("Usage: ", sys.argv[0], " cluster format") print ("e.g.: ", sys.argv[0], " <cluster_name> orc") print ("e.g.: ", sys.argv[0], " <cluster_name> parquet") main(sys.argv[1], sys.argv[2]) EOF
Dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka, exécutez
spark-submit
pour diffuser des données vers vos tables Hive dans Cloud Storage.Insérez le nom de votre KAFKA_CLUSTER et le FORMAT de sortie, puis copiez et collez le code suivant dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka, puis appuyez sur <return> pour exécuter le code et diffuser les données
custdata
Kafka au format parquet vers vos tables Hive dans Cloud Storage.spark-submit --packages \ org.apache.spark:spark-streaming-kafka-0-10_2.12:3.1.3,org.apache.spark:spark-sql-kafka-0-10_2.12:3.1.3 \ --conf spark.history.fs.gs.outputstream.type=FLUSHABLE_COMPOSITE \ --conf spark.driver.memory=4096m \ --conf spark.executor.cores=2 \ --conf spark.executor.instances=2 \ --conf spark.executor.memory=6144m \ streamdata.py KAFKA_CLUSTER FORMAT
Remarques :
- KAFKA_CLUSTER: insérez le nom de votre cluster Kafka.
- FORMAT: spécifiez
parquet
ouorc
comme format de sortie. Vous pouvez exécuter la commande successivement pour diffuser les deux formats dans les tables Hive: par exemple, dans la première invocation, spécifiezparquet
pour diffuser le sujetcustdata
Kafka dans la table Parquet Hive ; puis, dans la deuxième invocation, spécifiez le formatorc
pour diffusercustdata
dans la table ORC Hive.
Une fois la sortie standard arrêtée dans le terminal SSH, ce qui signifie que l'ensemble des
custdata
a été diffusé, appuyez sur <control-c> dans le terminal SSH pour arrêter le processus.Répertoriez les tables Hive dans Cloud Storage.
gcloud storage ls gs://BUCKET_NAME/tables/* --recursive
Remarques :
- BUCKET_NAME: insérez le nom du bucket Cloud Storage contenant vos tables Hive (voir Créer des tables Hive).
Interroger les données en streaming
Dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka, exécutez la commande
hive
suivante pour compter les messagescustdata
Kafka diffusés dans les tables Hive de Cloud Storage.hive -e "select count(1) from TABLE_NAME"
Remarques :
- TABLE_NAME: spécifiez
cust_parquet
oucust_orc
comme nom de la table Hive.
Extrait de résultat attendu:
- TABLE_NAME: spécifiez
...
Status: Running (Executing on YARN cluster with App id application_....)
----------------------------------------------------------------------------------------------
VERTICES MODE STATUS TOTAL COMPLETED RUNNING PENDING FAILED KILLED
----------------------------------------------------------------------------------------------
Map 1 .......... container SUCCEEDED 1 1 0 0 0 0
Reducer 2 ...... container SUCCEEDED 1 1 0 0 0 0
----------------------------------------------------------------------------------------------
VERTICES: 02/02 [==========================>>] 100% ELAPSED TIME: 9.89 s
----------------------------------------------------------------------------------------------
OK
10000
Time taken: 21.394 seconds, Fetched: 1 row(s)
Effectuer un nettoyage
Supprimer le projet
Delete a Google Cloud project:
gcloud projects delete PROJECT_ID
Delete resources
-
Supprimez le bucket :
gcloud storage buckets delete BUCKET_NAME
- Supprimez votre cluster Kafka:
gcloud dataproc clusters delete KAFKA_CLUSTER \ --region=${REGION}