从 Chukwa 到 Keystone ：Netflix 的数据流水线演进

2015 年 12 月，Netflix 新的数据流水线 Keystone 上线。本文将介绍近年来 Netflix 数据流水线的演进。这是介绍新的 Keystone 数据流水线系列文章的第一篇。

Netflix 是一家数据驱动的公司，很多业务和产品决策均基于数据分析作出。数据流水线的作用是在云上收集、聚合、处理和移动数据。Netflix 的几乎每一款应用都会用到该数据流水线。

先来看 Netflix 数据流水线的一些数据：

• 每天 5000 亿事件， 1.3PB 数据
• 峰值时间每秒处理 800 万事件，24GB 数据

有数百种事件会通过该流水线，如：

• 视频观看活动
• UI活动
• 错误日志
• 性能事件
• 问题定位和诊断事件

这里需要注意的是，运维相关指标不通过该流水线处理，而是有一个独立的系统—— Atlas，和 Netflix 的其他很多技术一样，该系统也开源了。

在过去这些年，因为需求的变化和技术的发展，Netflix 的数据流水线有几次大的变化。

V1.0 Chukwa 流水线

原始的数据流水线，唯一目的就是聚合事件，并将其上传到 Hadoop/Hive 进行批处理。从下图中也可以看出，架构相当简单。Chukwa 收集数据，并以 Hadoop 顺序文件格式将它们写入到 S3 中。大数据平台团队进一步处理 S3 文件，然后以 Parquet 格式写入到 Hive 中。从一端到另一端的延迟高达 10 分钟。不过对于通常以天或小时的频率扫描数据的批处理作业而言，也足够了。

V1.5 带有实时分支的 Chukwa 流水线

随着 Kafka 和 Elasticsearch 的出现，Netflix 对实时分析的需求也不断增长。这里的“实时”指的是延迟小于 1 分钟。

除了将事件上传到 S3/EMR，Chukwa 还能将流量发到 Kafka（实时分支的前端）。在 V1.5 中，大约有 30% 的事件会进入实时流水线。实时分支的核心是 Router。它负责将数据从 Kafka 路由到不同的地方，如 Elasticsearch 或次级 Kafka。

过去两年，Elasticsearch 在 Netflix 的应用增长迅速。现在有 150 个集群，总计 3500 个实例，上面有 1.3PB 数据。绝大部分数据都是通过该数据流水线进来的。

在 Chukwa 将流量发到 Kafka 时，既可以是完整的流，也可以是过滤之后的。有时还需要进一步过滤从 Chukwa 写到 Kafka 的流，这就是引入 Router 的目的所在——可以消耗一个 Kafka 主题，并生成一个不同的Kafka 主题。

在数据到了 Kafka 之后，用户可以使用 Mantis 、 Spark 或定制的应用来做实时的流处理。“自由与责任”（Freedom and Responsibility）是 Netflix 文化的基因。用户自己选择合适的工具来处理手头的任务。

因为研发团队擅长处理数据的大规模迁移，所以将 Router 设计成了一个托管服务。在运维路由服务的过程中，他们也得到几点教训：

• Kafka 高层消费者可能会丢失分区（partition）所有权，在稳定运行一段时间后，不再处理某些分区。需要重启消费者进程才能恢复。
• 当推出新代码时，有时高层的消费者会在重新平衡过程中陷入错误状态。
• 将路由作业分组，放到一系列集群上，不过管理这些作业和集群的成本持续增长。所以需要更好的平台来管理路由作业。

V2.0 Keystone 流水线 (Kafka fronted)

除了上面提到的与路由相关的问题，还有其他几点考虑促使我们重新架构我们的数据流水线：

• 简化架构
• Kafka 实现复制，可以提高系统的可靠性，而 Chukwa 不支持复制。
• Kafka 有一个非常活跃、生机勃勃的社区。

有 3 个主要组件：

• 数据获取——有两种方式：使用 Java 库，直接写入 Kafka；或者
  发送给 HTTP 代理，然后由代理写入 Kafka。
• 数据缓冲——Kafka 作为复制的持久消息队列。
• 数据路由——路由服务负责将数据从前端的Kafka 移到 S3 、 Elasticsearch 和次级 Kafka。

过去几个月，Keystone 已经应用于生产中。目前开发团队仍然在改进 Keystone，着重于QoS、伸缩性、可用性、可运维性和自服务等方面。

查看英文原文：Evolution of the Netflix Data Pipeline