记某客户的一次无缝数据迁移

news2024/11/24 12:30:30

背景

客户需要将 Elasticsearch 集群无缝迁移到移动云，迁移过程要保证业务的最小停机时间。

实现方式

通过采用成熟的 INFINI 网关来进行数据的双写，在集群的切换恢复过程中来记录数据变更，待全量数据恢复之后再追平后面增量数据，追平增量之后，进行校验确保数据一致再进行流量的切换。

总体流程

总体迁移流程如下：

  1. 客户业务代码，切流量，双写。(新增的变更都会记录在网关本地，但是暂停消费到移动云)
  2. 暂停网关移动云这边的增量数据消费。
  3. 迁移 11 月的数据，快照，快照上传到 S3 。
  4. 下载 S3 的文件到移动云。
  5. 恢复快照到移动云的 11 月份的索引。
  6. 开启网关移动云这边的增量消费。
  7. 等待增量追平（接近追平）。
  8. 按照时间条件（如：时间 A，当前时间往前 30 分钟），验证文档数据量，Hash 校验等等。
  9. 停业务的写入，网关，腾讯云的写入（10 分钟）。
  10. 等待剩余的增量追完。
  11. 对时间 A 之后的，增量进行校验。
  12. 切换所有流量到移动云，业务端直接访问移动云 ES。

总体的迁移时间：

  1. 11 月备份时间（30 分钟）19 号开始
  2. 备份下载到移动云的时间（2-3 天）
  3. 备份恢复到移动云集群的时间（30 分钟）
  4. 11 月份增量备份（20 分钟）（双写开始）（21 号）
  5. 11 月份增量下载到移动云（6 小时）
  6. 11 月份增量恢复时间（20 分钟）
  7. 追增量数据（8 个小时产生的数据，需要 1 个小时）
  8. 校验比对（存量 1 个小时）
  9. 流量暂停，增量的校验（10 分钟）
  10. 切换（1 分钟）

总体流程如下示意图：

ES 集群信息

  1. ES 版本 7.10.1
  2. 2 个热节点 3 个温节点   总数 1.9 TB
  3. 索引 1041，分片 2085
  4. 无自定义插件
  5. 有 update_bu_query 使用
  6. 有 delete_by_query 使用
  7. 吞吐量没有测试过，当前日增文档数  1 千多万，目标日增加上亿

迁移操作手册（参考）

环境

  • 自建 ES 5.4.2
  • 自建 ES 5.6.8
  • 自建 ES 7.5.0
  • 极限网关服务器 1
  • 极限网关服务器 2
  • 云端负载均衡 1 (监听 9200 端口，指向极限网关服务器 1/2 的 8000 端口)
  • 云端负载均衡 2 (监听 9200 端口，指向极限网关服务器 1/2 的 8001 端口)

场景描述

若干个自建 Elasticsearch 集群需要平滑迁移到移动云，业务不停写、不做代码改动。

数据架构

通过将应用端流量走网关的方式，请求同步转发给自建 ES，网关记录所有的写入请求，并确保顺序在云端 ES 上重放请求，两侧集群的各种故障都妥善进行了处理，从而实现透明的集群双写，实现安全无缝的数据迁移。

业务端如果已经部署在云上，可以使用云上的 SLB 服务来访问网关，确保后端网关的高可用，如果业务端和极限网关还在企业内网，可以使用极限网关自带的 4 层浮动 IP 来确保网关的高可用。

数据描述

以数据从自建集群 5.4.2 迁移到云上的 5.6.16 为例进行说明，执行步骤依次说明。

执行步骤

部署 INFINI Gateway

为了保证数据的无缝透明迁移，通过 INFINI Gateway 来进行双写。

  1. 系统调优

    参考此文档。

  2. 下载程序

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ ~]# mkdir /opt/gateway
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ ~]# cd /opt/gateway/
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ gateway]# wget http://release.infinilabs.com/gateway/snapshot/gateway-1.6.0_SNAPSHOT-649-linux-amd64.tar.gz
--2022-05-19 10:16:25--  http://release.infinilabs.com/gateway/snapshot/gateway-1.6.0_SNAPSHOT-649-linux-amd64.tar.gz
正在解析主机 release.infinilabs.com (release.infinilabs.com)... 120.79.205.193
正在连接 release.infinilabs.com (release.infinilabs.com)|120.79.205.193|:80... 已连接。
已发出 HTTP 请求，正在等待回应... 200 OK
长度：7430568 (7.1M) [application/octet-stream]
正在保存至: “gateway-1.6.0_SNAPSHOT-649-linux-amd64.tar.gz”

100%[==============================================================================================================================================>] 7,430,568   22.8MB/s 用时 0.3s

2022-05-19 10:16:25 (22.8 MB/s) - 已保存 “gateway-1.6.0_SNAPSHOT-649-linux-amd64.tar.gz” [7430568/7430568])

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ gateway]# tar vxzf gateway-1.6.0_SNAPSHOT-649-linux-amd64.tar.gz
gateway-linux-amd64
gateway.yml
sample-configs/
sample-configs/elasticsearch-with-ldap.yml
sample-configs/indices-replace.yml
sample-configs/record_and_play.yml
sample-configs/cross-cluster-search.yml
sample-configs/kibana-proxy.yml
sample-configs/elasticsearch-proxy.yml
sample-configs/v8-bulk-indexing-compatibility.yml
sample-configs/use_old_style_search_response.yml
sample-configs/context-update.yml
sample-configs/elasticsearch-route-by-index.yml
sample-configs/hello_world.yml
sample-configs/entry-with-tls.yml
sample-configs/javascript.yml
sample-configs/log4j-request-filter.yml
sample-configs/request-filter.yml
sample-configs/condition.yml
sample-configs/cross-cluster-replication.yml
sample-configs/secured-elasticsearch-proxy.yml
sample-configs/fast-bulk-indexing.yml
sample-configs/es_migration.yml
sample-configs/index-docs-diff.yml
sample-configs/rate-limiter.yml
sample-configs/async-bulk-indexing.yml
sample-configs/elasticssearch-request-logging.yml
sample-configs/router_rules.yml
sample-configs/auth.yml
sample-configs/index-backup.yml

将网关提供的示例配置拷贝，并根据实际集群的信息进行相应的修改，如下：

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ gateway]# cp sample-configs/cross-cluster-replication.yml 5.4.2TO5.6.16.yml

首先修改集群的身份信息，如下：

然后修改集群的注册信息，如下：

根据需要修改网关监听的端口，以及是否开启 TLS (如果应用客户端通过 http 协议访问 ES，请将 entry.tls.enabled 值改为 false)，如下：

不同的集群可以使用不同的配置，分别监听不同的端口，用于业务的分开访问。

  1. 启动网关

启动网关并指定刚刚创建的配置，如下：

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ gateway]# ./gateway-linux-amd64 -config 5.4.2TO5.6.16.yml

   ___   _   _____  __  __    __  _
  / _ \ /_\ /__   \/__\/ / /\ \ \/_\ /\_/\
 / /_\///_\\  / /\/_\  \ \/  \/ //_\\\_ _/
/ /_\\/  _  \/ / //__   \  /\  /  _  \/ \
\____/\_/ \_/\/  \__/    \/  \/\_/ \_/\_/

[GATEWAY] A light-weight, powerful and high-performance elasticsearch gateway.
[GATEWAY] 1.6.0_SNAPSHOT, 2022-05-18 11:09:54, 2023-12-31 10:10:10, 73408e82a0f96352075f4c7d2974fd274eeafe11
[05-19 13:35:43] [INF] [app.go:174] initializing gateway.
[05-19 13:35:43] [INF] [app.go:175] using config: /opt/gateway/5.4.2TO5.6.16.yml.
[05-19 13:35:43] [INF] [instance.go:72] workspace: /opt/gateway/data1/gateway/nodes/ca2tc22j7ad0gneois80
[05-19 13:35:43] [INF] [app.go:283] gateway is up and running now.
[05-19 13:35:50] [INF] [actions.go:358] elasticsearch [primary] is available
[05-19 13:35:50] [INF] [api.go:262] api listen at: http://0.0.0.0:2900
[05-19 13:35:50] [INF] [reverseproxy.go:261] elasticsearch [primary] hosts: [] => [192.168.0.19:9200]
[05-19 13:35:50] [INF] [reverseproxy.go:261] elasticsearch [backup] hosts: [] => [es-cn-tl32p9fkk0006m56k.elasticsearch.aliyuncs.com:9200]
[05-19 13:35:50] [INF] [reverseproxy.go:261] elasticsearch [primary] hosts: [] => [192.168.0.19:9200]
[05-19 13:35:50] [INF] [reverseproxy.go:261] elasticsearch [backup] hosts: [] => [es-cn-tl32p9fkk0006m56k.elasticsearch.aliyuncs.com:9200]
[05-19 13:35:50] [INF] [reverseproxy.go:261] elasticsearch [primary] hosts: [] => [192.168.0.19:9200]
[05-19 13:35:50] [INF] [entry.go:322] entry [my_es_entry/] listen at: https://0.0.0.0:8000
[05-19 13:35:50] [INF] [module.go:116] all modules are started
  1. 后台运行
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcoZ gateway]# nohup ./gateway-linux-amd64 -config 5.4.2TO5.6.16.yml  &
  1. 应用授权
curl -XPOST http://localhost:2900/_license/apply -d'
{
"license": "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
}'
部署 INFINI Console

为了方便在多个集群之间快速切换，使用 INFINI Console 来进行管理。

  1. 下载安装
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ console]# wget http://release.infinilabs.com/console/snapshot/console-0.3.0_SNAPSHOT-596-linux-amd64.tar.gz
--2022-05-19 10:57:24--  http://release.infinilabs.com/console/snapshot/console-0.3.0_SNAPSHOT-596-linux-amd64.tar.gz
正在解析主机 release.infinilabs.com (release.infinilabs.com)... 120.79.205.193
正在连接 release.infinilabs.com (release.infinilabs.com)|120.79.205.193|:80... 已连接。
已发出 HTTP 请求，正在等待回应... 200 OK
长度：13576234 (13M) [application/octet-stream]
正在保存至: “console-0.3.0_SNAPSHOT-596-linux-amd64.tar.gz”

100%[==============================================================================================================================================>] 13,576,234  33.2MB/s 用时 0.4s

2022-05-19 10:57:25 (33.2 MB/s) - 已保存 “console-0.3.0_SNAPSHOT-596-linux-amd64.tar.gz” [13576234/13576234])

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ console]# tar vxzf console-0.3.0_SNAPSHOT-596-linux-amd64.tar.gz
console-linux-amd64
console.yml
  1. 修改配置
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ console]# cat console.yml

# for the system cluster, please use Elasticsearch v7.3+
elasticsearch:
  - name: default
    enabled: true
    monitored: false
    endpoint: http://es-cn-xxxxxxxxxxxxxx.com:9200
    basic_auth:
      username: elastic
      password: XXXXXX
    discovery:
      enabled: false
 ...
  1. 启动服务
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ console]# ./console-linux-amd64 -service install
Success
[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ console]# ./console-linux-amd64 -service start
Success
  1. 访问后台

访问该主机的 9000 端口，即可打开 Console 后台，http://x.x.x.x:9000/
打开菜单 [System][Cluster] ，注册当前需要管理的 Elasticsearch 集群和网关地址，用来快速管理，如下：

测试 INFINI Gateway

为了验证网关是否正常工作，我们通过 INFINI Console 来快速验证一下。
首先通过走网关的接口来创建一个索引，并写入一个文档，如下：

查看 5.4.2 集群的数据情况，如下：

查看集群 5.6.16 的数据情况，如下：

说明网关配置都正常，验证结束。

调整网关的消费策略

因为我们需要在全量数据迁移之后，才能进行增量数据的追加，在全量数据迁移完成之前，我们应该暂停增量数据的消费。修改网关配置里面 Pipeline consume-queue_backup-to-backup和 consume-queue_primary-failure-to-backup的参数 auto_start为 false，表示不自动启动该任务，具体配置方法如下：


修改完配置之后，需要重新启动网关。
为了方便管理，可以使用 INFINI Console 来注册和管理网关，如下:


待全量迁移完成之后，可以通过后台的 Task 管理来进行后续的任务启动、停止，如下：

切换流量

接下来，将业务正常写的流量切换到网关，也就是需要把之前指向 ES 5.4.2 的地址指向网关的地址，如果 5.4.2 集群开启了身份验证，业务端代码同样需要传递身份信息，和 5.4.2 之前的用法保持不变。

切换流量到网关之后，用户的请求还是以同步的方式正常访问自建集群，网关记录到的请求会按顺序记录到 MQ 里面，但是消费是暂停状态。
如果业务端代码使用的 ES 的 SDK 支持 Sniff，并且业务代码开启了 Sniff，那么应该关闭 Sniff，避免业务端通过 Sniff 直接链接到后端的 ES 节点，所有的流量现在应该都只通过网关来进行访问。

全量数据迁移

在流量迁移到网关之后，我们开始对自建 Elasticsearch 集群的数据进行全量迁移到云端 Elasticsearch 集群。

全量迁移已有的数据的方式有很多种：

  • 通过快照的方式进行恢复
  • 使用工具来导出导入，如： ESM

如果索引数量很多的话，可以按照索引依次进行导入，同时需要注意将 Mapping 和 Setting 提前导入。
以现在 5.4 集群的索引来为例，目前的待迁移索引为 demo_5_4_2，只有4 个文档：

我们使用网关自带的迁移功能来进行数据迁移，拷贝自带的样例文件，如下：

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ gateway]# cp sample-configs/es_migration.yml  5.4TO5.6.yml

修改其中代表集群和索引的相关配置，可以根据需要配置是否需要重命名索引和统一 Type（ 用于跨版本统一 Type），如下图红框位置：

创建好模板和索引，如果目标集群不允许动态创建文档，需要提前创建好索引，如下图：

然后就可以开始数据的迁移了，执行网关程序并指定刚刚定义的配置，如下：

执行完成后，可以确认下数据的情况，如下图：

全量数据至此导入完成。

增量数据迁移

在全量导入的过程中，可能存在数据的增量修改，不过这部分请求都已经完整记录下来了，我们只需要开启网关的消费任务即可将挤压的请求应用到云端的 Elasticsearch 集群。

示例操作如下：

如果从 5.6 的集群来看的话，这部分的修改还没同步过来，如下：

这部分增量的数据变更，在网关层面都进行了完整记录，我们只需要开启网关的增量消费任务，如下：

通过观察队列是否消费完成来判断增量数据是否做完，如下：

现在我们再看一下 5.6 集群的数据情况，如下：

数据的增量更新就过来了。

执行数据比对

由于集群内部的数据可能比较多，我们需要进行一个完整的比对才能确保数据的完整性，可以通过网关自带的数据比对工具来进行，将样例自带的文件拷贝一份，如下：

[root@iZbp1gxkifg8uetb33pvcpZ gateway]# cp sample-configs/index-docs-diff.yml  5.4DIFF5.6.yml

修改需要比对的集群和索引信息，可以加上过滤条件，如时间范围窗口来进行增量 Diff，如下图：

执行网关程序，并指定该配置文件，如下图：

如图，两个集群完全一致。

切换集群

如果验证完之后，两个集群的数据已经完全一致了，可以将程序切换到新集群，或者将网关的配置里面的主备进行互换，同步写 5.6 集群。

双集群在线运行一段时间，待业务完全验证之后，再安全下线旧集群，如遇到问题，也可以随时回切到老集群。

小结

通过使用极限网关，自建 ES 集群可以安全无缝的迁移到移动云 ES，在迁移的过程中，两套集群通过网关进行了解耦，两套集群的版本也可以不一样，在迁移的过程中还能实现版本的无缝升级。
如有任何问题，请随时联系我，期待与您交流！

关于 Gateway

极限网关 (INFINI Gateway) 是一个面向 Elasticsearch 的高性能应用网关，它包含丰富的特性，使用起来也非常简单。
极限网关工作的方式和普通的反向代理一样，我们一般是将网关部署在 Elasticsearch 集群前面， 将以往直接发送给 Elasticsearch 的请求都发送给网关，再由网关转发给请求到后端的 Elasticsearch 集群。
因为网关位于在用户端和后端 Elasticsearch 之间，所以网关在中间可以做非常多的事情， 比如可以实现索引级别的限速限流、常见查询的缓存加速、查询请求的审计、查询结果的动态修改等等。

官网文档：https://infinilabs.com/docs/latest/gateway

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