走向云计算之数据收集系统Flume

妖狐艹你老母 2022-06-14 11:27 325阅读 0赞

## 一、概述 ##

我们知道Hadoop提供了一个中央化的存储系统，有利于进行集中式的数据分析与数据共享，而且Hadoop对存储格式没有要求，比如可以存储用户访问日志、产品信息、网页数据等。但是如何将数据存入Hadoop中呢？这就需要相应的数据收集系统。  
Flume是一个分布式、可靠、和高可用的海量日志聚合的系统，支持在系统中定制各类数据发送方，用于收集数据；同时，Flume提供对数据进行简单处理，并写到各种数据接受方（可定制）的能力。  
Flume具有如下几个特点：  
(1) 可靠性  
当节点出现故障时，日志能够被传送到其他节点上而不会丢失。Flume提供了三种级别的可靠性保障，从强到弱依次分别为：  
end-to-end（收到数据agent首先将event写到磁盘上，当数据传送成功后，再删除；如果数据发送失败，可以重新发送。），  
Store on failure（这也是scribe采用的策略，当数据接收方crash时，将数据写到本地，待恢复后，继续发送），  
Best effort（数据发送到接收方后，不会进行确认）。  
(2) 可扩展性  
Flume采用了三层架构，分别为agent，collector和storage，每一层均可以水平扩展。其中，所有agent和collector由master统一管理，这使得系统容易监控和维护，且master允许有多个（使用ZooKeeper进行管理和负载均衡），这就避免了单点故障问题。  
(3) 可管理性  
所有agent和colletor由master统一管理，这使得系统便于维护。多master情况，Flume利用ZooKeeper和gossip，保证动态配置数据的一致性。用户可以在master上查看各个数据源或者数据流执行情况，且可以对各个数据源配置和动态加载。Flume提供了web 和shell script command两种形式对数据流进行管理。  
(4) 功能可扩展性  
用户可以根据需要添加自己的agent，collector或者storage。此外，Flume自带了很多组件，包括各种agent（file， syslog等），collector和storage（file，HDFS等）。

## 二、Flume基本架构 ##

Flume的基本架构图如下：  
![这里写图片描述][SouthEast]  
图上有三个Flume的重要角色：  
![这里写图片描述][20170619141357408]

### 1、Mater ###

Master的主要作用如下：

*  管理协调 agent 和collector的配置信息；
 *  Flume集群的控制器；
 *  跟踪数据流的最后确认信息，并通知agent；
 *  通常需配置多个master以防止单点故障；
 *  借助zookeeper管理管理多Master。

### 2、Agent ###

Flume的核心是把数据从数据源收集过来，再送到目的地。为了保证输送一定成功，在送到目的地之前，会先缓存数据，待数据真正到达目的地后，删除自己缓存的数据。Flume传输的数据的基本单位是Event，如果是文本文件，通常是一行记录，这也是事务的基本单位。  
Flume运行的核心是Agent。它是一个完整的数据收集工具，含有三个核心组件，分别是source、channel、sink。通过这些组件，Event可以从一个地方流向另一个地方。Event 从 Source 流向 Channel，再到 Sink，本身为一个byte数组，并可携带headers信息。Event代表着一个数据流的最小完整单元，从外部数据源来，向外部的目的地去。一个flume系统可以由一个或多个agent组成，多个agent只要做一些简单的配置就可以串在一起，比如将两个agent（foo、bar）串在一起工作，只要将bar的source（入口）接在foo的sink（出口）上就可以了。  
![这里写图片描述][20170619141917486]

*  Source

专用于收集日志，可以处理各种类型各种格式的日志数据，包括avro、thrift、exec、jms、spooling directory、netcat、sequence generator、syslog、http、legacy、自定义等。  
Exec Source：以运行 Linux 命令的方式，持续的输出最新的数据，如 tail -F 文件名 指令，在这种方式下，取的文件名必须是指定的。 ExecSource 可以实现对日志的实时收集，但是存在Flume不运行或者指令执行出错时，将无法收集到日志数据，无法保证日志数据的完整性；  
Spool Source：监测配置的目录下新增的文件，并将文件中的数据读取出来。需要注意两点：拷贝到 spool 目录下的文件不可以再打开编辑；spool 目录下不可包含相应的子目录。

*  Channel

专用于临时存储数据，可以存放在memory、jdbc、file、自定义等。其存储的数据只有在sink发送成功之后才会被删除。  
Memory Channel：可以实现高速的吞吐，但是无法保证数据的完整性。Memory Channel 是一个不稳定的隧道，其原因是由于它在内存中存储所有事件。如果 java 进程死掉，任何存储在内存的事件将会丢失。另外，内存的空间也受到RAM大小的限制，与File Channel有差别；  
File Channel：保证数据的完整性与一致性。在具体配置FileChannel时，建议FileChannel设置的目录和程序日志文件保存的目录设成不同的磁盘，以便提高效率。File Channel是一个持久化的隧道（channel），它持久化所有的事件，并将其存储到磁盘中。因此，即使 Java 虚拟机当掉，或者操作系统崩溃或重启，再或者事件没有在管道中成功地传递到下一个代理（agent），这一切都不会造成数据丢失。

*  Sink

专用于把数据发送到目的地件，目的地包括hdfs、logger、avro、thrift、ipc、file、null、hbase、solr、自定义等。

### 3、collector ###

collector的作用是将多个agent的数据汇总后，将汇总结果导入后端存储系统，比如HDFS，HBase。

### 4、可靠性 ###

Flume使用事务性的方式保证传送Event整个过程的可靠性。Sink必须在Event被存入Channel 后，或者已经被传达到下一站agent里，又或者，已经被存入外部数据目的地之后，才能把Event从Channel中remove掉。这样数据流里的event无论是在一个agent里还是多个agent之间流转，都能保证可靠，因为以上的事务保证了event会被成功存储起来。而Channel的多种实现在可恢复性上有不同的保证。也保证了event不同程度的可靠性。比如Flume支持在本地保存一份文件channel作为备份，而memory channel将event存在内存queue里，速度快，但丢失的话无法恢复。

## 三、Flume常见拓扑架构 ##

### 1、拓扑一 ###

如图：  
![这里写图片描述][20170619143259072]  
该拓扑将A-F所在的机器的系统日志收集到HDFS中，在flume 中配置如下：

agentA : tail(“/ngnix/logs”) | agentSink("collector",35853); agentB : tail(“/ngnix/logs”) | agentSink("collector",35853); agentC : tail(“/ngnix/logs”) | agentSink("collector",35853); agentD : tail(“/ngnix/logs”) | agentSink("collector",35853); agentE : tail(“/ngnix/logs”) | agentSink("collector",35853); agentF : tail(“/ngnix/logs”) | agentSink("collector",35853); collector : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://namenode/flume/","srcdata");

该配置较为简单，可靠性较低。

### 2、拓扑二 ###

![这里写图片描述][20170619143719198]  
相应的配置如下：

agentA : src | agentE2ESink("collectorA",35853); 
    agentB : src | agentE2ESink("collectorA",35853); 
    agentC : src | agentE2ESink("collectorB",35853); 
    agentD : src | agentE2ESink("collectorB",35853); 
    agentE : src | agentE2ESink("collectorC",35853); 
    agentF : src | agentE2ESink("collectorC",35853); collectorA : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://...","src"); collectorB : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://...","src"); collectorC : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://...","src");

注：上述配置中的src均为具体目录。

### 3、拓扑三 ###

![这里写图片描述][20170619144051431]  
相应配置如下：

agentA : src | agentE2EChain("collectorA:35853","collectorB:35853"); 
    agentB : src | agentE2EChain("collectorA:35853","collectorC:35853"); 
    agentC : src | agentE2EChain("collectorB:35853","collectorA:35853"); 
    agentD : src | agentE2EChain("collectorB:35853","collectorC:35853"); 
    agentE : src | agentE2EChain("collectorC:35853","collectorA:35853"); 
    agentF : src | agentE2EChain("collectorC:35853","collectorB:35853"); collectorA : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://...","src"); collectorB : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://...","src"); collectorC : collectorSource(35853) | collectorSink("hdfs://...","src");

上述配置保证了当一个Collector Chain挂掉时可以启用备用的Collector。

## 四、Flume基本配置和使用 ##

### 1、配置文件 ###

vi /usr/local/flume/conf/flume-conf.properties

#agent1表示代理名称
    agent1.sources=source1
    agent1.sinks=sink1
    agent1.channels=channel1
    #配置source1
    agent1.sources.source1.type=spooldir
    agent1.sources.source1.spoolDir=/usr/local/logs
    agent1.sources.source1.channels=channel1
    agent1.sources.source1.fileHeader = false
    agent1.sources.source1.interceptors = i1
    agent1.sources.source1.interceptors.i1.type = timestamp
    #配置channel1
    agent1.channels.channel1.type=file
    agent1.channels.channel1.checkpointDir=/usr/local/logs_tmp_cp
    agent1.channels.channel1.dataDirs=/usr/local/logs_tmp
    #配置sink1
    agent1.sinks.sink1.type=hdfs
    agent1.sinks.sink1.hdfs.path=hdfs://sparkproject1:9000/logs
    agent1.sinks.sink1.hdfs.fileType=DataStream
    agent1.sinks.sink1.hdfs.writeFormat=TEXT
    agent1.sinks.sink1.hdfs.rollInterval=1
    agent1.sinks.sink1.channel=channel1
    agent1.sinks.sink1.hdfs.filePrefix=%Y-%m-%d

### 2、创建所需文件夹 ###

本地文件夹：`mkdir /usr/local/logs`  
HDFS文件夹：`hdfs dfs -mkdir /logs`

### 3、启动Flume ###

使用如下命令：

flume-ng agent -n agent1 -c conf -f /usr/local/flume/conf/flume-conf.properties -Dflume.root.logger=DEBUG,console

启动后Flume开始监听。  
![这里写图片描述][20170619151948250]

### 4、测试 ###

另外启动一个终端，将测试文件放入/usr/local/logs目录下，Flume将自动将该文件上传到HDFS的/logs目录中。  
上传前HDFS目录/logs为空：  
![这里写图片描述][20170619152252004]  
创建一个测试文件data.txt，将其放入/usr/local/logs中。  
![这里写图片描述][20170619152621443]  
观察Flume的终端可与看到如下提示：  
![这里写图片描述][20170619152551164]  
最后查看HDFS中的目录：  
![这里写图片描述][20170619152750620]  
可以看到，Flume已经完成了数据自动上传。

[SouthEast]: /images/20220614/1e3d529078e2414e857c816d573ec3a5.png
[20170619141357408]: /images/20220614/b965d7954c774c17bbaabdedd408586f.png
[20170619141917486]: /images/20220614/0dbfe895ff0f4d428412f60c6a75005c.png
[20170619143259072]: /images/20220614/a9b627fdf3294b399cb8730ef7e08a4d.png
[20170619143719198]: /images/20220614/8c33a6061c7c4c1995a5d64c1f61d8d6.png
[20170619144051431]: /images/20220614/97921fd54ced45aab302e6c991c57d00.png
[20170619151948250]: /images/20220614/233313484877470c97cd997a22cf099d.png
[20170619152252004]: /images/20220614/e73ac73c28004ab6bc5951319a23e28f.png
[20170619152621443]: /images/20220614/f61ebf0b42c24c169244abacc7112f38.png
[20170619152551164]: /images/20220614/f912b18b6600471d9b23d0e54ef7e14a.png
[20170619152750620]: /images/20220614/2c48f625c8014ad897b9644b1dbcf511.png