从Elasticsearch 到大名鼎鼎的ELK三件套,从ELK到Elastic Stack生态,ES的生态发展越来越完善,应用领域也越来越宽广。下面就以我个人视角谈谈 “为什么你会需要Elastic Stack?”,仅代表本人观点,如有异议,欢迎讨论。
从业IT多年,从开发、架构、专家、运维、带团队、布道,一直也在思考程序员工作本质是什么?
程序员日常的工作与其说是面向对象编程,不如说是面向数据编程。所有写的代码程序逻辑都是围绕数据处理展开,对于一个程序员的技能要求,无非两点,一是编程语言本身,二是数据库(泛指所有数据类产品)。
编程语言不用说,是入行程序界的必备基础。那对于数据产品呢,由于单人个体精力有限,仅能掌握精通少数的产品。因此,选择一个合适的数据产品来增强自己的核心竞争力是必须考虑的。
Hadoop过去的快速发展,已经成为了大数据的代名词,Hadoop是一个非常庞大完善的技术生态,从数据采集、存储系统、计算处理、查询分析、机器学习都有,唯一的问题就是太过于复杂,企业上Hadoop需要投入很多的人力资源,很多的硬件资源,对于中小型公司,成本实在太高。对于大数据从业者,需要掌握的技术点太多而不够精深,从而导致实际项目落地非常困难。
程序员圈流传过一句话 ”从入门到放弃“,说的就是Hadoop。
图示 :非常复杂的Hadoop技术栈,令人望而生畏
Elastic Stack官方即支持自有的独立生态技术栈,也有三方社区支持的技术产品。即可以独立完成大数据领域很多业务诉求,也可以与Hadoop生态集成。
Elasticsearch 简称ES,是Elastic Stack技术栈的数据中台,承担了存储、查询、聚合、机器学习等核心功能
图示:Elasticsearch核心功能
Logstash数据处理服务程序,支持已知常用所有数据源类型,非常灵活的ETL处理引擎,解析转换加工丰富数据。
图示:Logstash支持的数据源类型
Kibana是一个可视化的管理工具与报表工具,仅支持Elasticsearch,功能强大且便捷,可以直接看到Elastic Stack技术栈的运行状况,也可以很方便的管理集群与数据。
图示:Kibana可视化界面
Beats家族侧重成熟数据采集,相比Logstash更加具体化,简单配置,资源消耗少,可以直接将数据采集到Elasticsearch,也可以将数据传送到Logstash处理,然后发送到Elasticsearch。
· Metricbeat,采集各种指标数据,内置支持多种操作系统、中间件
· Filebeat,采集文本文件数据,内置支持多种操作系统、中间件、其它格式等文本文件
· Packetbeat,采集多种网络指标数据
· Heartbeat,心跳检测采集器,采集应用在线指标,支持HTTP、TCP协议,可以监听任何应用程序心跳
Elastic Stack本身既有一定的大数据处理能力与生态组合,a可以对接Hadoop生态,成为其中一员虎将。官方提供了ES-Hadoop驱动包,可以很快速的与Hive、Spark,HDFS集成,数据互相访问,优势互补。
Elastic Stack是开源产品,其核心主题功能开源免费,围绕其开发的周边产品也有很多,其中部分已经成为各自领域的领头羊。
· Flinkx,当下最火的流式实时计算平台产品,可以将实时数据写入到Elasticsearch中。
· Grafana,非常漂亮的可视化界面,擅长运维监控,展示各种指标图示,与Elasticsearch直接集成,类似Kibana的职责。
· NiFi,大规模数据ETL平台,可视化配置多种数据处理逻辑
· Presto,交互式即席查询产品,可以连接Elasticssearch,解决索引数据关联问题
· Elassandra,是Cassandra与Elasticsearch混合,将列式数据与搜索引擎结合,即可以大规模支持Key-Value应用场景,也可以支持复杂条件查询,是不可多得的混合产品,个人非常喜爱。
前面概要介绍了Elastic Stack的官方生态与三方社区生态,那Elastic Stack擅长干什么,解决哪些业务场景需求呢 ?
Elasticsearch基于Lucene打造,天然支持文本分词,关键词文本搜索,可应用在企业知识库、电商商品搜索、以及其它垂直搜索业务领域。
图示:电商关键词商品搜索
其中涉及到的技术点--文本分词深入探查
内置Geohash算法,支持地理位置搜索,结合分布式架构特性,可满足海量数据地理检索,应用在大规模的轨迹项目上,如:物流汽车运输领域,快速检索出汽车历史轨迹路径范围。
其中涉及到的技术点--索引查询篇
Elasticsearch内置Dense Vector字段类型,借助三方向量产品可以将文字、语音、图片、视频等转换为一个向量坐标,存储在ES中,供业务进行相似性与相关度检索,应用在图片相似、类似语音、问答系统、推荐系统领域。
图示:简单的向量坐标体系
关系型数据库有严格的事务特性,能保证数据的可靠性,但在应对海量数据查询方面比较弱,业界通用的做法会采用DB+ES混合的策略,将数据实时同步到Elasticserch中。
图示:DB+ES混合示意图
ES非常擅长海量数据查询,大数据计算平台将海量数据经过计算之后,需要把最终的结果数据或者半结果数据存储起来,提供外部查询,传统的做法会选择关系型数据库承载,很容易到达性能瓶颈,此时会搭配Elasticsearch替代;另外ES自有生态也可以进行数据的计算,如:简单场景的数据实时计算,可以直接基于聚合实现
图示 :Hadoop+ES 混合大数据场景
运用到的技术点--索引聚合、数据变换
ES非常适合海量日志存储查询,早已成为业界通用日志平台的代名词,只要遇到日志查询分析需求,第一时间想到的就是ELK。
图示:支持多种日志类型采集
涉及到的技术点--日志分析
在基础监控领域,有很多成熟有名的产品,Elastic Stack作为后期之秀快速崛起,得益于其通用数据平台能力,其它基础监控产品多数仅支持指标数据,不支持其它类型,而ES几乎一网打尽,尽量使用一个通用平台搞定所有的监控需求。
图示:基础指标监控
同样的问题,研发人员不仅需要应用程序的监控信息,也需要采集应用程序的运行日志,而这又是Elasitc Stack的优势
图示:APM监控示意图
Elastic Stack支持多种数据采集,指标数据、文本数据、网络数据等,这些数据组合在一起,可以进行机器学习分析,依据机器学习算法,可以分析出异常点,这个特性非常完美的契合网络安全,可以自动的发现潜在的安全威胁
图示:异常事件检测分析
ES的应用领域越来越广泛,而且市面上对有ES操作经验的人才也越来越重视。随便在招聘平台上一查,ES相关岗位薪酬甚至超过了Java架构师。
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