使用OSS进行数据冷热分离

本文为您介绍在阿里云E-MapReduce的ClickHouse集群上,如何通过OSS进行数据的冷热分离。通过本文操作,您既可以在保证集群读写性能的基础上,自动维护集群上的冷热数据,又可以充分利用计算和存储资源,以降低成本。

前提条件

已在EMR控制台上创建EMR-5.7.0及以上版本的ClickHouse集群,详情请参见创建ClickHouse集群

使用限制

本文操作仅适用于EMR-5.7.0及以上版本的ClickHouse集群。

操作流程

  1. 步骤一:在EMR控制台添加磁盘

  2. 步骤二:验证配置

  3. 步骤三:进行冷热分离

步骤一:在EMR控制台添加磁盘

  1. 进入ClickHouse配置页面。

    1. 登录EMR on ECS控制台

    2. 在顶部菜单栏处,根据实际情况选择地域和资源组

    3. EMR on ECS页面,单击目标集群操作列的集群服务

    4. 集群服务页面,单击ClickHouse服务区域的配置

  2. 配置页面,单击server-metrika页签。

  3. 修改storage_configuration的参数值。

    1. disks中添加一个磁盘。

      详细信息如下。

      <disk_oss>
          <type>s3</type>
          <endpoint>http(s)://${yourBucketName}.${yourEndpoint}/${yourFlieName}</endpoint>
          <access_key_id>${YOUR_ACCESS_KEY_ID}</access_key_id>
          <secret_access_key>${YOUR_ACCESS_KEY_SECRET}</secret_access_key>
          <send_metadata>false</send_metadata>
          <metadata_path>${yourMetadataPath}</metadata_path>
          <cache_enabled>true</cache_enabled>
          <cache_path>${yourCachePath}</cache_path>
          <skip_access_check>false</skip_access_check>
          <min_bytes_for_seek>1048576</min_bytes_for_seek>
          <thread_pool_size>16</thread_pool_size>
          <list_object_keys_size>1000</list_object_keys_size>
        </disk_oss>

      相关参数描述如下。

      参数

      是否必填

      描述

      disk_oss

      磁盘的名称,您可以自定义。

      type

      磁盘的类型,固定值为s3

      endpoint

      OSS服务的地址。格式为http(s)://${yourBucketName}.${yourEndpoint}/${yourFlieName}

      说明

      endpoint参数值必须以HTTP或HTTPS开头,其中,${yourBucketName}为OSS的Bucket名称,${yourEndpoint}为OSS的访问域名,{yourFlieName}为OSS上的文件名称。例如http://clickhouse.oss-cn-hangzhou-internal.aliyuncs.com/test

      access_key_id

      阿里云账号的AccessKey ID。

      获取方法请参见获取AccessKey

      secret_access_key

      阿里云账号的AccessKey Secret。

      用于加密签名字符串和OSS,用来验证签名字符串的密钥。获取方法请参见获取AccessKey

      send_metadata

      在操作OSS文件时,是否添加元数据信息。参数取值如下:

      • true:添加元数据信息。

      • false(默认值):不添加元数据信息。

      metadata_path

      用于存放本地文件与OSS文件的映射关系。

      默认值为${path}/disks/<disk_name>/

      说明

      <disk_name>是磁盘的名称,对应参数disk_oss

      cache_enabled

      是否开启缓存。参数取值如下:

      • true(默认值):开启缓存。

      • false:不开启缓存。

      Cache具体作用如下:

      • OSS目前所使用的Cache仅用于本地缓存以.idx.mrk.mrk2.mrk3.txt.dat为后缀的文件。除了这些文件外,仍然会直接读OSS而非读缓存。

      • 本地Cache没有容量限制,最大容量即为存储的磁盘容量。

      • 本地Cache不会以LRU(Least Recently Used)算法之类的策略清理缓存,而是随着文件的生命周期而存在。

      • 数据第一次被读取时,如果在本地Cache中不存在,则会从OSS中将文件下载至Cache中。

      • 第一次写入数据时,仅会先写入本地Cache,之后才会从本地Cache写入至OSS中。

      • 如果一个文件在OSS中被删除,则也会将本地Cache清除;如果一个文件在OSS中被重命名,则也会在本地Cache中重命名。

      cache_path

      缓存路径。

      默认值为${path}/disks/<disk_name>/cache/

      skip_access_check

      在加载磁盘时,是否检查具有对磁盘的读写权限。参数取值如下:

      • true(默认值):检查。

      • false:不检查。

      min_bytes_for_seek

      最小使用Seek的Byte数量,低于该值时会用Skip代替Seek。默认值为1048576。

      thread_pool_size

      磁盘用于执行restore命令时所使用的线程池的大小。默认值为16。

      list_object_keys_size

      在某一个key下,单次能够列出的对象最大数目。默认值为1000。

    2. policies中添加一个新的策略。

      策略内容如下。

      <oss_ttl>
          <volumes>
            <local>
              <!-- 包含默认存储策略下所有的磁盘 -->
              <disk>disk1</disk>
              <disk>disk2</disk>
              <disk>disk3</disk>
              <disk>disk4</disk>
            </local>
            <remote>
              <disk>disk_oss</disk>
            </remote>
          </volumes>
          <move_factor>0.2</move_factor>
      </oss_ttl>
      说明

      该部分内容也可以直接添加在default策略中。

  4. 部署客户端配置。

    1. 在ClickHouse服务的配置页面,单击部署客户端配置

    2. 部署CLICKHOUSE客户端配置对话框中,输入执行原因,单击确定

    3. 确认对话框中,单击确定

  5. 部署客户端配置。

    1. 在ClickHouse服务的配置页面,单击部署客户端配置

    2. 部署CLICKHOUSE客户端配置对话框中,输入执行原因,单击确定

    3. 确认对话框中,单击确定

步骤二:验证配置

  1. 使用SSH方式登录ClickHouse集群,详情请参见登录集群

  2. 执行如下命令,启动ClickHouse客户端。

    clickhouse-client -h core-1-1 -m
    说明

    本示例登录core-1-1节点,如果您有多个Core节点,可以登录任意一个节点。

  3. 执行如下命令,查看磁盘信息。

    select * from system.disks;

    返回信息如下所示。

    ┌─name─────┬─path────────────────────────────────┬───────────free_space─┬──────────total_space─┬─keep_free_space─┬─type──┐
    │ default  │ /var/lib/clickhouse/                │          83868921856 │          84014424064 │               0 │ local  │
    │ disk1    │ /mnt/disk1/clickhouse/              │          83858436096 │          84003938304 │        10485760 │ local  │
    │ disk2    │ /mnt/disk2/clickhouse/              │          83928215552 │          84003938304 │        10485760 │ local  │
    │ disk3    │ /mnt/disk3/clickhouse/              │          83928301568 │          84003938304 │        10485760 │ local  │
    │ disk4    │ /mnt/disk4/clickhouse/              │          83928301568 │          84003938304 │        10485760 │ local  │
    │ disk_oss │ /var/lib/clickhouse/disks/disk_oss/ │ 18446744073709551615 │ 18446744073709551615 │               0 │ oss   │
    └──────────┴─────────────────────────────────────┴──────────────────────┴──────────────────────┴─────────────────┴───────┘
                                
  4. 执行如下命令,查看磁盘存储策略。

    select * from system.storage_policies;

    返回信息如下所示。

    ┌─policy_name─┬─volume_name─┬─volume_priority─┬─disks─────────────────────────────┬─volume_type─┬─max_data_part_size─┬─move_factor─┬─prefer_not_to_merge─┐
    │ default     │ single      │               1 │ ['disk1','disk2','disk3','disk4']          │JBOD        │                  0 │           0 │                   0 │
    │ oss_ttl     │ local       │               1 │ ['disk1','disk2','disk3','disk4']          │JBOD        │                  0 │          0.2 │                   0 │
    │ oss_ttl     │ remote      │               2 │ ['disk_oss']                         │JBOD        │                  0 │          0.2 │                   0 │
    └─────────────┴─────────────┴─────────────────┴───────────────────────────────────┴─────────────┴────────────────────┴─────────────┴─────────────────────┘

    当回显信息如上文所示时,表示磁盘扩容操作完成。

步骤三:进行冷热分离

对已有的表进行改造

  1. 在ClickHouse客户端执行如下命令,查看当前的存储策略。

    SELECT
      storage_policy
    FROM system.tables
    WHERE database='<yourDatabaseName>' AND name='<yourTableName>';

    本文示例中命令中的<yourDataName>为数据库名,<yourTableName>为表名。

    如果返回信息如下所示,则需要参见下一步骤添加一个volume。

    <default>
      <volumes>
        <single>
          <disk>disk1</disk>
          <disk>disk2</disk>
          <disk>disk3</disk>
          <disk>disk4</disk>
        </single>
      </volumes>
    </default>
  2. 扩展当前的存储策略。

    在EMR控制台ClickHouse服务的配置页签,增加volume内容,详细信息如下。

    <default>
      <volumes>
        <single>
          <disk>disk1</disk>
          <disk>disk2</disk>
          <disk>disk3</disk>
          <disk>disk4</disk>
        </single>
        <!-- 以下是新增的volume remote -->
        <remote>
          <disk>disk_oss</disk>
        </remote>
      </volumes>
      <!-- 多个volume时需要指定move_factor -->
      <move_factor>0.2</move_factor>
    </default>
  3. 执行以下命令,修改TTL。

    ALTER TABLE <yourDataName>.<yourTableName>
      MODIFY TTL toStartOfMinute(addMinutes(t, 5)) TO VOLUME 'remote';
  4. 执行以下命令,查看各个part的分布。

    select partition,name,path from system.parts where database='<yourDataName>' and table='<yourTableName>' and active=1

    返回信息如下。

    
    ┌─partition───────────┬─name─────────────────────┬─path──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
    │ 2022-01-11 19:55:00 │ 1641902100_1_90_3_193    │ /var/lib/clickhouse/disks/disk_oss/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902100_1_90_3_193/  │
    │ 2022-01-11 19:55:00 │ 1641902100_91_96_1_193   │ /var/lib/clickhouse/disks/disk_oss/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902100_91_96_1_193/ │
    │ 2022-01-11 20:00:00 │ 1641902400_97_124_2_193  │ /mnt/disk3/clickhouse/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902400_97_124_2_193/             │
    │ 2022-01-11 20:00:00 │ 1641902400_125_152_2_193 │ /mnt/disk2/clickhouse/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902400_125_152_2_193/            │
    │ 2022-01-11 20:00:00 │ 1641902400_153_180_2_193 │ /mnt/disk4/clickhouse/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902400_153_180_2_193/            │
    │ 2022-01-11 20:00:00 │ 1641902400_181_186_1_193 │ /mnt/disk3/clickhouse/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902400_181_186_1_193/            │
    │ 2022-01-11 20:00:00 │ 1641902400_187_192_1_193 │ /mnt/disk4/clickhouse/store/fc5/fc50a391-4c16-406b-a396-6e1104873f68/1641902400_187_192_1_193/            │
    └─────────────────────┴──────────────────────────┴───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
    
    7 rows in set. Elapsed: 0.002 sec.
    说明

    如果结果类似上所示,则表明数据根据时间做了冷热分离。热数据存放在本地盘中,冷数据存放在OSS中。

    其中,/var/lib/clickhouse/disks/disk_oss是disk_oss的metadata_path的默认值。/mnt/disk{1..4}/clickhouse是本地盘路径。

创建新的表

  • 创建语法

    CREATE TABLE <yourDataName>.<yourTableName> [ON CLUSTER cluster_emr]
    (
      column1 Type1,
      column2 Type2,
      ...
    ) Engine = MergeTree() -- or Replicated*MergeTree()
    PARTITION BY <yourPartitionKey>
    ORDER BY <yourPartitionKey>
    TTL <yourTtlKey> TO VOLUME 'remote'
    SETTINGS storage_policy='oss_ttl';
    说明

    命令中的<yourPartitionKey>为ClickHouse的分区键。<yourTtlKey>为您设置的TTL信息。

  • 示例

    CREATE TABLE test.test
    (
        `id` UInt32,
        `t` DateTime
    )
    ENGINE = MergeTree()
    PARTITION BY toStartOfFiveMinute(t)
    ORDER BY id
    TTL toStartOfMinute(addMinutes(t, 5)) TO VOLUME 'remote'
    SETTINGS storage_policy='oss_ttl';
    说明

    本示例中,表格会将5分钟内的数据存放在本地,过了5分钟后,数据会被移动到remote volume中,也就是OSS中。

相关配置

  • server-config

    merge_tree.allow_remote_fs_zero_copy_replication:设置为true,以在Replicated*MergeTree使用DiskOSS等远程存储时利用OSS的多副本进行备份,ClickHouse的一个Shard下的多个副本中的数据仅会备份元数据。

  • server-users

    • profile.${your-profile-name}.s3_min_upload_part_size:Write Buffer中的数据量高于该参数值时,会将数据写到OSS中。

    • profile.${your-profile-name}.s3_max_single_part_upload_size}:Write Buffer中的数据量高于该参数值时,使用MultipartUpload,详情请参见分片上传(MultipartUpload)