将 Pub/Sub Lite 连接到 Apache Kafka

本文档介绍如何使用 Pub/Sub Group Kafka Connector 集成 Apache Kafka 和 Pub/Sub Lite。

关于 Pub/Sub Group Kafka 连接器

Apache Kafka 是一个用于流式处理事件的开源平台。它通常用于分布式架构，以实现松散耦合的组件之间的通信。Pub/Sub Lite 是一种用于异步发送和接收消息的代管式服务。与 Kafka 一样，您可以使用 Pub/Sub Lite 在云架构中的组件之间进行通信。

借助 Pub/Sub Group Kafka Connector，您可以集成这两个系统。以下连接器已打包到 Connector JAR 中：

  • 接收器连接器从一个或多个 Kafka 主题读取记录，并将其发布到 Pub/Sub Lite。
  • 源连接器从 Pub/Sub Lite 主题读取消息并将其发布到 Kafka。

以下是您可以使用 Pub/Sub Group Kafka 连接器的一些场景：

  • 您正在将基于 Kafka 的架构迁移到 Google Cloud。
  • 您有一个前端系统，该系统可将事件存储在 Google Cloud 之外的 Kafka 中，但您还使用 Google Cloud 来运行需要接收 Kafka 事件的一些后端服务。
  • 您可以从本地 Kafka 解决方案收集日志并将其发送到 Google Cloud 进行数据分析。
  • 您有一个使用 Google Cloud 的前端系统，但您还使用 Kafka 在本地存储数据。

连接器需要 Kafka Connect，这是一个用于在 Kafka 和其他系统之间流式传输数据的框架。如需使用该连接器，您必须将 Kafka Connect 与 Kafka 集群一起运行。

本文档假定您熟悉 Kafka 和 Pub/Sub Lite。如需开始使用 Pub/Sub Lite，请参阅使用 Google Cloud 控制台在 Pub/Sub Lite 中发布和接收消息。

Pub/Sub Group Kafka Connector 使用入门

本部分将引导您完成以下任务：

  1. 配置 Pub/Sub 群组 Kafka 连接器。
  2. 将事件从 Kafka 发送到 Pub/Sub Lite。
  3. 将消息从 Pub/Sub Lite 发送到 Kafka。

前提条件

安装 Kafka

按照 Apache Kafka 快速入门在本地机器上安装单节点 Kafka。请在快速入门中完成下列步骤：

  1. 下载最新的 Kafka 版本并将其解压缩。
  2. 启动 Kafka 环境。
  3. 创建一个 Kafka 主题。

身份验证

Pub/Sub 群组 Kafka 连接器必须通过 Pub/Sub 进行身份验证才能发送和接收 Pub/Sub 消息。如需设置身份验证，请执行以下步骤：

  1. 登录您的 Google Cloud 账号。如果您是 Google Cloud 新手，请创建一个账号来评估我们的产品在实际场景中的表现。新客户还可获享 $300 赠金，用于运行、测试和部署工作负载。
  2. 安装 Google Cloud CLI。

  3. 如需初始化 gcloud CLI，请运行以下命令： 

    gcloud init

  4. 创建或选择 Google Cloud 项目。

    • 创建 Google Cloud 项目：

      gcloud projects create PROJECT_ID

      将 PROJECT_ID 替换为您要创建的 Google Cloud 项目的名称。

    • 选择您创建的 Google Cloud 项目：

      gcloud config set project PROJECT_ID

      将 PROJECT_ID 替换为您的 Google Cloud 项目 名称。

  5. 为您的 Google 账号创建本地身份验证凭据：

    gcloud auth application-default login

  6. 向您的 Google 账号授予角色。对以下每个 IAM 角色运行以下命令一次： roles/pubsublite.admin

    gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:EMAIL_ADDRESS" --role=ROLE
    • 将 PROJECT_ID 替换为您的项目 ID。
    • 将 EMAIL_ADDRESS 替换为您的电子邮件地址。
    • 将 ROLE 替换为每个角色。
    7.
  7. 安装 Google Cloud CLI。

  8. 如需初始化 gcloud CLI，请运行以下命令： 

    gcloud init

  9. 创建或选择 Google Cloud 项目。

    • 创建 Google Cloud 项目：

      gcloud projects create PROJECT_ID

      将 PROJECT_ID 替换为您要创建的 Google Cloud 项目的名称。

    • 选择您创建的 Google Cloud 项目：

      gcloud config set project PROJECT_ID

      将 PROJECT_ID 替换为您的 Google Cloud 项目 名称。

  10. 为您的 Google 账号创建本地身份验证凭据：

    gcloud auth application-default login

  11. 向您的 Google 账号授予角色。对以下每个 IAM 角色运行以下命令一次： roles/pubsublite.admin

    gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:EMAIL_ADDRESS" --role=ROLE
    • 将 PROJECT_ID 替换为您的项目 ID。
    • 将 EMAIL_ADDRESS 替换为您的电子邮件地址。
    • 将 ROLE 替换为每个角色。
    12.

下载连接器 JAR

将连接器 JAR 文件下载到本地计算机。如需了解详情，请参阅 GitHub 自述文件中的获取连接器。

复制连接器配置文件

  1. 克隆或下载连接器的 GitHub 代码库。

    git clone https://github.com/googleapis/java-pubsub-group-kafka-connector.git
cd java-pubsub-group-kafka-connector

  2. 将 config 目录的内容复制到 Kafka 安装的 config 子目录中。

    cp config/* [path to Kafka installation]/config/

这些文件包含连接器的配置设置。

更新 Kafka Connect 配置

  1. 导航到包含您下载的 Kafka Connect 二进制文件的目录。
  2. 在 Kafka Connect 二进制目录中，在文本编辑器中打开名为 config/connect-standalone.properties 的文件。
  3. 如果 plugin.path property 被注释掉，请取消注释。

  4. 更新 plugin.path property 以包含连接器 JAR 的路径。

    示例：

    plugin.path=/home/PubSubKafkaConnector/pubsub-group-kafka-connector-1.0.0.jar

  5. 将 offset.storage.file.filename 属性设置为本地文件名。在独立模式下，Kafka 使用此文件存储偏移数据。

    示例：

    offset.storage.file.filename=/tmp/connect.offsets

将事件从 Kafka 转发到 Pub/Sub Lite

本部分介绍如何启动接收器连接器、将事件发布到 Kafka，以及如何从 Pub/Sub Lite 读取转发的消息。

  1. 使用 Google Cloud CLI 创建 Pub/Sub Lite 预留。

    gcloud pubsub lite-reservations create RESERVATION_NAME \
--location=LOCATION \
--throughput-capacity=4

    替换以下内容：

    • RESERVATION_NAME：Pub/Sub Lite 预留的名称。
    • LOCATION：预留的位置。

  2. 使用 Google Cloud CLI 创建包含订阅的 Pub/Sub Lite 主题。

    gcloud pubsub lite-topics create LITE_TOPIC \
--location=LOCATION \
--partitions=2 \
--per-partition-bytes=30GiB \
--throughput-reservation=RESERVATION_NAME

gcloud pubsub lite-subscriptions create LITE_SUBSCRIPTION \
--location=LOCATION \
--topic=LITE_TOPIC

    替换以下内容：

    • LITE_TOPIC：要从 Kafka 接收消息的 Pub/Sub Lite 主题的名称。
    • LOCATION：主题的位置。该值必须与预留的位置匹配。
    • RESERVATION_NAME：Pub/Sub Lite 预留的名称。
    • LITE_SUBSCRIPTION：主题的 Pub/Sub Lite 订阅的名称。

  3. 在文本编辑器中打开 /config/pubsub-lite-sink-connector.properties 文件。为以下属性的值添加在注释中标记为 "TODO" 的值：

    topics=KAFKA_TOPICS
pubsublite.project=PROJECT_ID
pubsublite.location=LOCATION
pubsublite.topic=LITE_TOPIC

    替换以下内容：

    • KAFKA_TOPICS：要读取的 Kafka 主题的英文逗号分隔列表。
    • PROJECT_ID：包含您的 Pub/Sub Lite 主题的 Google Cloud 项目。
    • LOCATION：Pub/Sub Lite 主题的位置。
    • LITE_TOPIC：用于接收来自 Kafka 的消息的 Pub/Sub Lite 主题。

  4. 从 Kafka 目录运行以下命令：

    bin/connect-standalone.sh \
  config/connect-standalone.properties \
  config/pubsub-lite-sink-connector.properties

  5. 按照 Apache Kafka 快速入门中的步骤将一些事件写入您的 Kafka 主题。

  6. 使用从精简版订阅接收消息中显示的任何方法订阅 Pub/Sub Lite 订阅。

将消息从 Pub/Sub Lite 转发到 Kafka

本部分介绍如何启动源连接器、将消息发布到 Pub/Sub Lite，以及读取从 Kafka 转发的消息。

  1. 使用 Google Cloud CLI 创建 Pub/Sub Lite 预留。

    gcloud pubsub lite-reservations create RESERVATION_NAME \
--location=LOCATION \
--throughput-capacity=4

    替换以下内容：

    • RESERVATION_NAME：Pub/Sub Lite 预留的名称。
    • LOCATION：预留的位置。

  2. 使用 Google Cloud CLI 创建包含订阅的 Pub/Sub Lite 主题。

    gcloud pubsub lite-topics create LITE_TOPIC \
--location=LOCATION \
--partitions=2 \
--per-partition-bytes=30GiB \
--throughput-reservation=RESERVATION_NAME

gcloud pubsub lite-subscriptions create LITE_SUBSCRIPTION \
--location=LOCATION \
--topic=LITE_TOPIC

    替换以下内容：

    • LITE_TOPIC：Pub/Sub Lite 主题的名称。
    • LOCATION：主题的位置。该值必须与预留的位置匹配。
    • RESERVATION_NAME：Pub/Sub Lite 预留的名称。
    • LITE_SUBSCRIPTION：主题的 Pub/Sub Lite 订阅的名称。

  3. 在文本编辑器中打开名为 /config/pubsub-lite-source-connector.properties 的文件。为以下属性添加值，这些值在注释中标记为 "TODO"：

    topic=KAFKA_TOPIC
pubsublite.project=PROJECT_ID
pubsublite.location=LOCATION
pubsublite.subscription=LITE_SUBSCRIPTION

    替换以下内容：

    • KAFKA_TOPIC：用于接收 Pub/Sub 消息的 Kafka 主题。
    • PROJECT_ID：包含您的 Pub/Sub 主题的 Google Cloud 项目。
    • LOCATION：Pub/Sub Lite 主题的位置。
    • LITE_SUBSCRIPTION：Pub/Sub Lite 主题。

  4. 从 Kafka 目录运行以下命令：

    bin/connect-standalone.sh \
  config/connect-standalone.properties \
  config/pubsub-lite-source-connector.properties

  5. 使用向精简版主题发布消息中显示的任意方法，将消息发布到 Pub/Sub Lite 主题。

  6. 阅读 Kafka 发来的消息。按照 Apache Kafka 快速入门中的步骤读取 Kafka 主题中的消息。

短信转化

Kafka 记录包含一个键和一个值，它们是可变长度的字节数组。（可选）Kafka 记录还可以包含标头，这些标头是键值对。Pub/Sub Lite 消息具有以下字段：

  • key：消息键 (bytes)
  • data：消息数据 (bytes)
  • attributes：零个或多个属性。每个属性都是一个 (key,values[]) 映射。一个属性可以有多个值。
  • event_time：用户提供的事件时间戳（可选）。

Kafka Connect 使用转换器将键和值序列化到 Kafka 或从 Kafka 序列化键和值。如需控制序列化，请在连接器配置文件中设置以下属性：

  • key.converter：用于序列化记录键的转换器。
  • value.converter：用于对记录值进行序列化的转换器。

从 Kafka 转换为 Pub/Sub Lite

接收器连接器将 Kafka 记录转换为 Pub/Sub Lite 消息，如下所示。

Kafka 记录 (SinkRecord) Pub/Sub Lite 消息
键 key
值 data
标头 attributes
时间戳 eventTime
时间戳类型 attributes["x-goog-pubsublite-source-kafka-event-time-type"]
主题 attributes["x-goog-pubsublite-source-kafka-topic"]
分区 attributes["x-goog-pubsublite-source-kafka-offset"]
偏移值 attributes["x-goog-pubsublite-source-kafka-partition"]

键、值和标头的编码如下所示：

  • Null 架构被视为字符串架构。
  • 字节载荷是直接写入的，不进行转换。
  • 字符串、整数和浮点载荷被编码为 UTF-8 字节序列。
  • 所有其他载荷都编码为协议缓冲区 Value 类型，然后转换为字节字符串。
    • 嵌套的字符串字段会编码到 protobuf Value。
    • 嵌套字节字段会编码为保存 base64 编码字节的 protobuf Value。
    • 嵌套数字字段以双精度形式编码为 protobuf Value。
    • 不支持具有数组、映射或结构体键的映射。

从 Pub/Sub Lite 转换为 Kafka

源连接器将 Pub/Sub Lite 消息转换为 Kafka 记录，如下所示：

Pub/Sub Lite 消息 Kafka 记录 (SourceRecord)
key 键
data 值
attributes 标头
event_time 时间戳。如果 event_time 不存在，则使用发布时间。

配置选项

除了 Kafka Connect API 提供的配置之外，连接器还支持以下 Pub/Sub Lite 配置。

接收器连接器配置选项

接收器连接器支持以下配置选项。

设置 数据类型 说明
connector.class String 必填。连接器的 Java 类。对于 Pub/Sub 精简版接收器连接器，该值必须为 com.google.pubsublite.kafka.sink.PubSubLiteSinkConnector。
gcp.credentials.file.path String 可选。指向存储用于对 Pub/Sub Lite 进行身份验证的 Google Cloud 凭据的文件的路径。
gcp.credentials.json String 可选。包含 Google Cloud（用于对 Pub/Sub Lite 进行身份验证）的 JSON blob。
pubsublite.location String 必需。Pub/Sub Lite 主题的位置。
pubsublite.project String 必需。包含 Pub/Sub Lite 主题的 Google Cloud。
pubsublite.topic String 必需。用于发布 Kafka 记录的 Pub/Sub Lite 主题。
topics String 必需。要读取的 Kafka 主题的英文逗号分隔列表。

来源连接器配置选项

源连接器支持以下配置选项。

设置 数据类型 说明
connector.class String 必填。连接器的 Java 类。对于 Pub/Sub 精简版源连接器，该值必须为 com.google.pubsublite.kafka.source.PubSubLiteSourceConnector。
gcp.credentials.file.path String 可选。指向存储用于对 Pub/Sub Lite 进行身份验证的 Google Cloud 凭据的文件的路径。
gcp.credentials.json String 可选。包含 Google Cloud（用于对 Pub/Sub Lite 进行身份验证）的 JSON blob。
kafka.topic String 必需。从 Pub/Sub Lite 接收消息的 Kafka 主题。
pubsublite.location String 必需。Pub/Sub Lite 主题的位置。
pubsublite.partition_flow_control.bytes Long

每个 Pub/Sub Lite 分区的最大未完成字节数。

默认值：20,000,000
pubsublite.partition_flow_control.messages Long

每个 Pub/Sub Lite 分区的未完成消息数量上限。

默认值：Long.MAX_VALUE
pubsublite.project String 必填。包含 Pub/Sub Lite 主题的 Google Cloud 项目。
pubsublite.subscription String 必需。要从中拉取消息的 Pub/Sub Lite 订阅的名称。

后续步骤