Elasticsearch 在業界的大量應用案例

Rickie發表於2021-07-24
國內現在有大量的公司都在使用 Elasticsearch,包括攜程、滴滴、今日頭條、餓了麼、360安全、小米、vivo等諸多知名公司。
Elasticsearch 在業界的大量應用案例
除了搜尋之外,結合Kibana、Logstash、Beats,Elastic Stack還被廣泛運用在大資料*實時分析領域,包括日誌分析、指標監控、資訊保安等多個領域。它可以幫助你探索海量結構化、非結構化資料,按需建立視覺化報表,對監控資料設定報警閾值,甚至透過使用機器學習技術,自動識別異常狀況。
 
一、京東到家訂單中心 Elasticsearch 演進歷程
京東到家訂單中心繫統業務中,無論是外部商家的訂單系統,或是內部上下游系統的依賴,訂單查詢的呼叫量都非常大,造成了訂單資料讀多寫少的情況。京東到家的訂單資料儲存在MySQL中,但顯然只透過DB來支撐大量的查詢是不可取的,同時對於一些複雜的查詢,MySQL支援得不夠友好,所以訂單中心繫統使用了Elasticsearch來承載訂單查詢的主要壓力。
Elasticsearch 在業界的大量應用案例
Elasticsearch 做為一款功能強大的分散式搜尋引擎,支援*實時的儲存、搜尋資料,在京東到家訂單系統中發揮著巨大作用,目前訂單中心ES叢集儲存資料量達到10億個文件,日均查詢量達到5億。隨著京東到家*幾年業務的快速發展,訂單中心ES架設方案也不斷演進,發展至今ES叢集架設是一套實時互備方案,很好的保障了ES叢集讀寫的穩定性。
 
Elasticsearch 在業界的大量應用案例
如上圖,訂單中心ES叢集架設示意圖。整個架設方式透過VIP來負載均衡外部請求,第一層gateway節點實質為ES中client node,相當於一個智慧負載均衡器,充當著分發請求的角色。第二層為data node,負責儲存資料以及執行資料的相關操作。整個叢集有一套主分片,二套副分片(一主二副),從閘道器節點轉發過來的請求,會在打到資料節點之前透過輪詢的方式進行均衡。叢集增加一套副本並擴容機器的方式,增加了叢集吞吐量,從而提升了整個叢集查詢效能。
 
當然分片數量和分片副本數量並不是越多越好,在此階段中,對選擇適當的分片數量做了*一步探索。分片數可以理解為Mysql中的分庫分表,而當前訂單中心ES查詢主要分為兩類:單ID查詢以及分頁查詢。分片數越大,叢集橫向擴容規模也更大,根據分片路由的單ID查詢吞吐量也能大大提升,但對於聚合的分頁查詢效能則將降低。分片數越小,叢集橫向擴容規模更小,單ID的查詢效能也將下降,但對於分頁查詢,效能將會得到提升。所以如何均衡分片數量和現有查詢業務,我們做了很多次調整壓測,最終選擇了叢集效能較好的分片數。
 
由於大部分ES查詢的流量都來源於*幾天的訂單,且訂單中心資料庫資料已有一套歸檔機制,將指定天數之前已經關閉的訂單轉移到歷史訂單庫。
 
架構的快速迭代源於業務的快速發展,正是由於*幾年到家業務的高速發展,訂單中心的架構也不斷最佳化升級。而架構方案沒有最好的,只有最合適的。相信再過幾年,訂單中心的架構又將是另一個面貌,但吞吐量更大,效能更好,穩定性更強,將是訂單中心繫統永遠的追求。
 
 
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二、攜程Elasticsearch應用案例
1. 攜程酒店訂單Elasticsearch實戰
選擇對分片後的資料庫建立實時索引,把查詢收口到一個獨立的 Web Service,在保證效能的前提下,提升業務應用查詢時的便捷性。
最終我們選擇了 Elasticsearch,看中的是它的輕量級、易用和對分散式更好的支援,整個安裝包也只有幾十兆。
 
2. 攜程機票ElasticSearch叢集運維馴服記
Elasticsearch 在業界的大量應用案例
這個是比較通用的資料的流程,一般會透過Kafka分離產生資料的應用程式和後面的*臺,透過ETL落到不同的地方,按照優先順序和冷熱程度採取不同的儲存方式。一般來說,冷資料存放到HDFS,如果溫資料、或者熱資料會採用Database以及Cache。
一旦資料落地,我們會做兩方面的應用,第一個方面的應用是傳統BI,比如會產生各種各樣的報表,報表的受眾是更高的決策層和管理層,他們看了之後,會有相應的業務調整和更高層面的規劃或轉變。這個使用路徑比較傳統的,在資料倉儲時代就已經存在了。現在有一種新興的場景就是利用大資料進行快速決策,資料不是餵給人的,資料分析結果由程式來消費,其實是再次的反饋到資料來源頭即應用程式中,讓他們基於快速分析後的結果,調整已有策略,這樣就形成了一個資料使用的迴圈。
這樣我們從它的輸入到輸出會形成一種閉環,而且這個閉環全部是機器參與的,這也是為什麼去研究這種大規模的,或者快速決策的原因所在。如果資料最終還會給人本身來看的話,就沒有必要更新那麼快,因為一秒鐘重新整理一次或者10秒鐘重新整理一次對人是沒有意義的,因為我們腦子不可能一直轉那麼快,基於資料一直的做調整也是不現實的,但是對機器來講,就完全沒有問題。
 
3. 攜程:大規模 Elasticsearch 叢集管理心得
目前,我們最大的日誌單叢集有120個data node,執行於70臺物理伺服器上。資料規模如下:
  • 單日索引資料條數600億,新增索引檔案25TB (含一個複製片則為50TB)
  • 業務高峰期峰值索引速率維持在百萬條/秒
  • 歷史資料保留時長根據業務需求制定,從10天 - 90天不等
  • 叢集共3441個索引、17000個分片、資料總量約9300億, 磁碟總消耗1PB
 
 
三、去哪兒:訂單中心基於elasticsearch 的解決方案
15年去哪兒網酒店日均訂單量達到30w+,隨著多*臺訂單的聚合日均訂單能達到100w左右。原來採用的熱表分庫方式,即將最*6個月的訂單的放置在一張表中,將歷史訂單放在在history表中。history表儲存全量的資料,當使用者查詢的下單時間跨度超過6個月即查詢歷史訂單表,此分表方式熱表的資料量為4000w左右,當時能解決的問題。但是顯然不能滿足攜程藝龍訂單接入的需求。如果繼續按照熱表方式,資料量將超過1億條。全量資料表儲存2年的可能就超過4億的資料量。所以尋找有效途徑解決此問題迫在眉睫。由於對這預計4億的資料量還需按照預定日期、入住日期、離店日期、訂單號、聯絡人姓名、電話、酒店名稱、訂單狀態……等多個條件查詢。所以簡單按照某一個維度進行分表操作沒有意義。Elasticsearch分散式搜尋儲存叢集的引入,就是為了解決訂單資料的儲存與搜尋的問題。
 
對訂單模型進行抽象和分類,將常用搜尋欄位和基礎屬性欄位剝離。DB做分庫分表,儲存訂單詳情;Elasticsearch儲存搜素欄位。
訂單複雜查詢直接走Elasticsearch,基於OrderNo的簡單查詢走DB,如下圖所示。
 
Elasticsearch 在業界的大量應用案例
系統伸縮性:Elasticsearch 中索引設定了8個分片,目前ES單個索引的文件達到1.4億,合計達到2億條資料佔磁碟大小64G,叢集機器磁碟容量240G。
 
 
四、Elasticsearch 在58集團資訊保安部的應用
全面介紹 Elastic Stack 在58集團資訊保安部的落地,升級,最佳化以及應用。
包括如下幾個方面:接入背景,儲存選型,效能挑戰,master node以及data node最佳化,安全實踐,高吞吐量以及低延遲搜尋最佳化;kibana 的落地,本地化使其更方便產品、運營使用。
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五、滴滴Elasticsearch多叢集架構實踐
滴滴 2016 年初開始構建 Elasticsearch *臺,如今已經發展到超過 3500+ Elasticsearch 例項,超過 5PB 的資料儲存,峰值寫入 tps 超過了 2000w/s 的超大規模。
Elasticsearch 在滴滴有著非常豐富的使用場景,例如線上核心的叫車地圖搜尋,客服、運營的多維度查詢,滴滴日誌服務等*千個*臺使用者。
 
先看看滴滴 Elasticsearch 單叢集的架構:
滴滴在單叢集架構的時候,寫入和查詢就已經透過 Sink 服務和 Gateway 服務管控起來。
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1. Sink服務
滴滴幾乎所有寫入 Elasticsearch 的資料都是經由 kafka 消費入到 Elasticsearch。kafka 的資料包括業務 log 資料、mysql binlog 資料和業務自主上報的資料,Sink 服務將這些資料實時消費入到 Elasticsearch。
最初設計 Sink 服務是想對寫入 Elasticsearch 叢集進行管控,保護 Elasticsearch 叢集,防止海量的資料寫入拖垮 Elasticsearch,之後我們也一直沿用了 Sink 服務,並將該服務從 Elasticsearch *臺分離出去,成立滴滴 Sink 資料投遞*臺,可以從 kafka 或者 MQ 實時同步資料到 Elasticsearch、HDFS、Ceph 等多個儲存服務。
有了多叢集架構後,Elasticsearch *臺可以消費一份 MQ 資料寫入多個 Elasticsearch 叢集,做到叢集級別的容災,還能透過 MQ 回溯資料進行故障恢復。
 
2. Gateway 服務
所有業務的查詢都是經過 Gateway 服務,Gateway 服務實現了 Elasticsearch 的 http restful 和 tcp 協議,業務方可以透過 Elasticsearch 各語言版本的 sdk 直接訪問 Gateway 服務,Gateway 服務還實現了 SQL 介面,業務方可以直接使用 SQL 訪問 Elasticsearch *臺。
Gateway 服務最初提供了應用許可權的管控,訪問記錄,限流、降級等基本能力,後面隨著*臺演進,Gateway 服務還提供了索引儲存分離、DSL 級別的限流、多叢集災備等能力。
 
六、Elasticsearch實用化訂單搜尋方案
搜尋引擎中,主要考慮到Elasticsearch支援結構化資料查詢以及支援實時頻繁更新特性,傳統訂單查詢報表的痛點,以及Elasticsearch能夠幫助解決的問題。
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訂單搜尋系統架構
整個業務線使用服務化方式,Elasticsearch叢集和資料庫分庫,作為資料來源被訂單服務系統封裝為對外統一介面;各前、後臺應用和報表中心,使用服務化的方式獲取訂單資料。
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七、眾安保險Elasticsearch應用
下圖是眾安保險Elasticsearch應用在保單業務場景中的系統架構圖,其中Elasticsearch叢集有3個master節點、5個Client節點和25個Data節點。
  • 保單資料更新秒級時效性;
  • 1萬併發請求下服務穩定;
  • 同城多活的服務容災能力;
  • Build Index 之前的流式資料預處理;
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