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 pour une utilisation dans diverses applications, y compris :
- Analyse en temps réel
- Traitement par flux
- Agrégation de journaux
- Messagerie distribuée
- Streaming d'événements
Objectifs
Installez Kafka sur un cluster Dataproc à haute disponibilité avec ZooKeeper (appelé "cluster Dataproc Kafka" dans ce tutoriel).
Créez des données client fictives, puis publiez-les dans un sujet Kafka.
Créez des tables Hive Parquet et ORC dans Cloud Storage pour recevoir les données de sujet Kafka en flux continu.
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 la table Hive diffusées pour compter les messages Kafka diffusés.
Coûts
Dans ce document, vous utilisez les composants facturables suivants de Google Cloud :
Pour obtenir une estimation des coûts en fonction de votre utilisation prévue, utilisez le 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.
-
Verify that billing is enabled for your Google Cloud project.
-
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.
- On the Create a bucket page, enter your bucket information. To go to the next
step, click Continue.
-
In the Get started section, do the following:
- Enter a globally unique name that meets the bucket naming requirements.
- To add a
bucket label,
expand the Labels section ( ),
click add_box
Add label, and specify a
key
and avalue
for your label.
-
In the Choose where to store your data section, do the following:
- Select a Location type.
- Choose a location where your bucket's data is permanently stored from the Location type drop-down menu.
- If you select the dual-region location type, you can also choose to enable turbo replication by using the relevant checkbox.
- To set up cross-bucket replication, select
Add cross-bucket replication via Storage Transfer Service and
follow these steps:
Set up cross-bucket replication
- In the Bucket menu, select a bucket.
In the Replication settings section, click Configure to configure settings for the replication job.
The Configure cross-bucket replication pane appears.
- To filter objects to replicate by object name prefix, enter a prefix that you want to include or exclude objects from, then click Add a prefix.
- To set a storage class for the replicated objects, select a storage class from the Storage class menu. If you skip this step, the replicated objects will use the destination bucket's storage class by default.
- Click Done.
-
In the Choose how to store your data section, do the following:
- Select a default storage class for the bucket or Autoclass for automatic storage class management of your bucket's data.
- To enable hierarchical namespace, in the Optimize storage for data-intensive workloads section, select Enable hierarchical namespace on this bucket.
- In the Choose how to control access to objects section, select whether or not your bucket enforces public access prevention, and select an access control method for your bucket's objects.
-
In the Choose how to protect object data section, do the
following:
- Select any of the options under Data protection that you
want to set for your bucket.
- To enable soft delete, click the Soft delete policy (For data recovery) checkbox, and specify the number of days you want to retain objects after deletion.
- To set Object Versioning, click the Object versioning (For version control) checkbox, and specify the maximum number of versions per object and the number of days after which the noncurrent versions expire.
- To enable the retention policy on objects and buckets, click the Retention (For compliance) checkbox, and then do the following:
- To enable Object Retention Lock, click the Enable object retention checkbox.
- To enable Bucket Lock, click the Set bucket retention policy checkbox, and choose a unit of time and a length of time for your retention period.
- To choose how your object data will be encrypted, expand the Data encryption section (Data encryption method. ), and select a
- Select any of the options under Data protection that you
want to set for your bucket.
-
In the Get started section, do the following:
- Click Create.
Parcourez le code.
Copiez le script d'
kafka.sh
action d'initialisation 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 :
Ouvrez Cloud Shell, puis exécutez la commande
gcloud dataproc clusters create
suivante pour créer un cluster à haute disponibilité 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 lettres minuscules, chiffres et traits d'union. Il ne peut 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 le cluster sera situé, par exemple
us-central1
.- Vous pouvez ajouter l'option facultative
--zone=ZONE
pour spécifier une zone dans la région indiquée, par exempleus-central1-a
. Si vous ne spécifiez pas de zone, la fonctionnalité de sélection de zone automatique de Dataproc en choisit une dans la région spécifiée.
- Vous pouvez ajouter l'option facultative
--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 Versions d'image Dataproc compatibles).--num-master
:3
nœuds maîtres créent un cluster à haute disponibilité. Le composant Zookeeper, requis par Kafka, est préinstallé sur un cluster à haute disponibilité.--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).
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
désigne le courtier Kafka exécuté sur le port9092
du 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
Copiez le script, puis collez-le dans le terminal SSH sur le 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
Insérez votre BUCKET_NAME dans le script suivant, puis copiez-le et collez-le dans le terminal SSH sur le nœud maître de votre cluster Kafka. Appuyez ensuite sur <return> pour créer un script
~/hivetables.hql
(Hive Query Language).Vous exécuterez le script
~/hivetables.hql
à l'étape suivante pour créer des tables Hive Parquet et ORC 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 Dataproc Kafka. Consultez les versions 2.1.x pour obtenir la liste des versions du composant 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.
- Exécutez la commande suivante dans le terminal SSH sur le nœud maître de votre cluster Kafka pour installer la bibliothèque
kafka-python
. Un client Kafka est nécessaire pour diffuser les données des sujets Kafka vers Cloud Storage.
pip install kafka-python
Insérez votre BUCKET_NAME, puis copiez et collez le code PySpark suivant dans le terminal SSH sur le nœud maître de votre cluster Kafka, puis appuyez sur <return> pour créer un fichier
streamdata.py
.Le script s'abonne au sujet Kafka
custdata
, 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 dans vos tables Hive dans Cloud Storage.Insérez le nom de votre KAFKA_CLUSTER et la sortie FORMAT, puis copiez et collez le code suivant dans le terminal SSH du nœud maître de votre cluster Kafka. Appuyez ensuite sur <return> pour exécuter le code et diffuser les données
custdata
Kafka au format Parquet dans 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, lors de la première invocation, spécifiezparquet
pour diffuser le thème Kafkacustdata
dans la table Parquet Hive. Ensuite, lors de la deuxième invocation, spécifiez le formatorc
pour diffusercustdata
dans la table ORC Hive.
Une fois que la sortie standard s'arrête dans le terminal SSH, ce qui signifie que tous les
custdata
ont été diffusés, 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).
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 table Hive.
Extrait de résultat attendu :
- TABLE_NAME : spécifiez
- In the Google Cloud console, go to the Manage resources page.
- In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
- In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.
- In the Google Cloud console, go to the Cloud Storage Buckets page.
- Click the checkbox for the bucket that you want to delete.
- To delete the bucket, click Delete, and then follow the instructions.
- Supprimez votre cluster Kafka :
gcloud dataproc clusters delete KAFKA_CLUSTER \ --region=${REGION}
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 d'kafka.sh
action d'initialisation installe Kafka sur un cluster Dataproc.
Créer un cluster Dataproc Kafka
Créer un sujet custdata
Kafka
Pour créer un sujet Kafka sur le cluster Kafka Dataproc :
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.
Créer des tables Hive dans Cloud Storage
Créez des tables Hive pour recevoir les données de sujet Kafka diffusées.
Pour créer des tables Hive cust_parquet
(Parquet) et cust_orc
(ORC) dans votre bucket Cloud Storage, procédez comme suit.
Transférer par flux Kafka custdata
vers des tables Hive
Interroger les données diffusées
...
Status: Running (Executing on YARN cluster with App id application_....)
----------------------------------------------------------------------------------------------
VERTICES MODE STATUS TOTAL COMPLETED RUNNING PENDING FAILED KILLED
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Map 1 .......... container SUCCEEDED 1 1 0 0 0 0
Reducer 2 ...... container SUCCEEDED 1 1 0 0 0 0
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VERTICES: 02/02 [==========================>>] 100% ELAPSED TIME: 9.89 s
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OK
10000
Time taken: 21.394 seconds, Fetched: 1 row(s)