يعتبر Amazon Elastic MapReduce (EMR) منصة لمعالجة وتحليل البيانات الكبيرة. يعمل التقليدي EMR على مجموعة من حالات Amazon EC2 تديرها AWS. ويشمل ذلك توفير البنية التحتية ومعالجة المهام مثل التوسيع والمراقبة.
يدمج EMR على EKS Amazon EMR مع Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS). يتيح للمستخدمين المرونة في تشغيل Workloads Spark على مجموعة Kubernetes. وهذا يجلب نهجا موحدا لإدارة وتنظيم كل من موارد الحساب والتخزين.
الفروقات الرئيسية بين التقليدي EMR و EMR على EKS
يختلف التقليدي EMR و EMR على EKS في عدة جوانب رئيسية:
- إدارة المجموعة. يستخدم التقليدي EMR مجموعة EC2 مخصصة، حيث تدير AWS البنية التحتية. أما EMR على EKS، فإنه يعمل على مجموعة EKS، مستفيدا من Kubernetes لإدارة الموارد والتنظيم.
- التوسيع. بينما توفر كلا الخدمتين قابلية التوسيع، يقدم Kubernetes في EMR على EKS مزيدا من التحكم الدقيق وقدرات التوسيع التلقائي، مستفيدا بشكل فعال من موارد الحساب.
- مرونة النشر. يسمح EMR على EKS بتشغيل تطبيقات متعددة على نفس المجموعة مع فضاءات أسماء معزولة، مما يوفر مرونة ومشاركة موارد أكثر كفاءة.
فوائد التحول إلى EMR على EKS
يوفر الانتقال إلى EMR على EKS عدة فوائد رئيسية:
- تحسين استخدام الموارد. يضمن الجدولة وإدارة الموارد المحسنة بواسطة Kubernetes استخدامًا أفضل لموارد الحوسبة، مما يقلل التكاليف.
- إدارة موحدة. يمكن نشر وتحليل البيانات الكبيرة وإدارتها، جنبًا إلى جنب مع التطبيقات الأخرى، من نفس مجموعة Kubernetes لتقليل التعقيد في البنية التحتية والعمليات.
- قابلة للتوسع ومرنة. يتماشى التوسع الدقيق الذي تقدمه Kubernetes، إلى جانب القدرة على تشغيل أحمال عمل متعددة في بيئات معزولة، بشكل وثيق مع ممارسات السحابة الحديثة.
- تكامل سلس. يتكامل EMR على EKS بسلاسة مع العديد من خدمات AWS مثل S3 و IAM وCloudWatch، مما يوفر بيئة معالجة بيانات متسقة وآمنة.
يمكن أن يؤدي الانتقال إلى EMR على EKS إلى تحديث الطريقة التي تدير بها المؤسسات أحمال بياناتها الكبيرة. في الجزء التالي، سنتعمق في فهم الاختلافات المعمارية والدور الذي تلعبه Kubernetes في EMR على EKS.
فهم المعمارية
العمارة التقليدية لـ EMR تعتمد على مجموعة من مثيلات EC2 المسؤولة عن تشغيل أطر معالجة البيانات الكبيرة مثل Apache Hadoop وSpark وHBase. عادةً ما يتم توفير هذه المجموعات وإدارتها بواسطة AWS، مما يوفر طريقة بسيطة للتعامل مع البنية التحتية الأساسية. يشرف العقدة الرئيسية على جميع العمليات، وتنفذ العقدة العاملة المهام الفعلية. هذه الإعدادات قوية ولكنها صارمة بعض الشيء، حيث يتم تثبيت حجم المجموعة في وقت الإنشاء.
من ناحية أخرى، يستفيد EMR على EKS (خدمة Kubernetes المرنة) من Kubernetes كطبقة التنسيق. بدلاً من استخدام حالات EC2 مباشرةً، يمكن لـ EKS للمستخدمين تشغيل تطبيقات محاولة في حاويات على خدمة Kubernetes المُدارة. في EMR على EKS، يعمل كل وظيفة Spark داخل وحدة ضمن عقدة Kubernetes، مما يسمح بتخصيص موارد أكثر مرونة. تفصل هذه البنية أيضًا بين طبقة التحكم (Amazon EKS) وطبقة البيانات (وحدات EMR)، مما يعزز النشر بشكل أكثر تعددًا وقابلية للتوسع. القدرة على توفير وإلغاء توفير وحدات يساعد على تحقيق استخدام أفضل للموارد وكفاءة التكلفة.
دور Kubernetes
يؤدي Kubernetes دورًا هامًا في بنية EMR على EKS بسبب قدراته القوية في التنسيق لتطبيقات المحاولات. فيما يلي بعض الأدوار الهامة.
- إدارة الوحدات. يحافظ Kubernetes على الوحدة كأصغر وحدة قابلة للإدارة داخل عقدة Kubernetes. لذلك، يعمل كل وظيفة Spark في EMR على EKS على وحدة بها درجة عالية من العزلة والمرونة.
- جدولة الموارد. يقوم Kubernetes بجدولة الوحدات بذكاء استنادًا إلى طلبات ومحددات الموارد، مما يضمن الاستخدام الأمثل للموارد المتاحة. وينتج عن ذلك أداء محسن وتقليل الهدر.
- قابلية التوسع. يدعم Kubernetes كل من التوسيع الأفقي والرأسي. يمكنه ضبط عدد الـ pods ديناميكيًا اعتمادًا على العبء في ذلك الوقت، مع زيادة النطاق في حالة الطلب العالي وانخفاض النطاق في فترات الاستخدام الضعيفة.
- التشفير الذاتي. في حالة فشل بعض الـ PODs، سيكتشف Kubernetes ذلك بشكل مستقل وسيقوم بإعادة تشغيلها لضمان المرونة العالية لتطبيقات تعمل في العنقود.
تخطيط الانتقال
تقييم أعباء العمل الحالية والمتطلبات
قبل الانغماس في عملية الانتقال من نظام EMR التقليدي إلى نظام EMR على EKS، من الضروري تقييم أعباء العمل الحالية بدقة. ابدأ بتصنيف جميع الأعمال التشغيلية التي تعمل حاليًا والمجدولة ضمن بيئة EMR الحالية الخاصة بك. حدد التطبيقات المختلفة والمكتبات والتكوينات التي تُستخدم حاليًا. سيكون هذا الجرد الشامل أساسًا لانتقال سلس.
بعد ذلك، قم بتحليل مقاييس أداء أعباء العمل الحالية الخاصة بك، بما في ذلك وقت التشغيل واستخدام الذاكرة واستخدام وحدة المعالجة المركزية وعمليات الإدخال/الإخراج. فهم هذه المقاييس يساعد في تحديد القاعدة المؤكدة التي تضمن أداء البيئة الجديدة على الأقل بنفس كفاءة البيئة القديمة، إن لم يكن أفضل،. بالإضافة إلى ذلك، قم بمراعاة متطلبات التوسيع لأعباء العمل الخاصة بك. قد تتطلب بعض الأعباء موارد هامة خلال فترات الذروة، بينما تعمل الأخرى بشكل مستمر ولكن باستهلاك موارد أقل.
تحديد التحديات المحتملة والحلول
تحويل إلى EMR على EKS يُحمل تحديات تقنية وتشغيلية مختلفة. التعرف على هذه التحديات في وقت مبكر يساعد في صياغة استراتيجيات فعالة لمعالجتها.
- قضايا التوافق. قد يكون EMR على EKS مختلفًا من حيث التكوينات والتطبيقات الخاصة. قم باختبار التطبيقات للتأكد من التوافق وكن مستعدًا لإجراء التعديلات اللازمة.
- إدارة الموارد. على عكس EMR التقليدي، يستفيد EMR على EKS من Kubernetes لتوزيع الموارد. تعلم مفاهيم Kubernetes مثل العُقَد والأشجار ومساحات الأسماء لإدارة الموارد بكفاءة.
- مخاوف الأمان. يمكن لعمليات الانتقال تكشف عن ضعف الأمان. قم بتقييم التدابير الأمنية الحالية وتأكد من أنه يمكن تكرارها أو تحسينها في الإعداد الجديد. ويشمل ذلك سياسات الشبكة وأدوار IAM وممارسات تشفير البيانات.
- العبء التشغيلي. الانتقال إلى Kubernetes يستلزم تعلم أدوات وعمليات تشغيلية جديدة. خطط لتدريب كاف واعتماد الأدوات التي تسهل إدارة ومراقبة Kubernetes.
إنشاء خارطة طريق الانتقال
الخطوة التالية هي إنشاء خارطة طريق انتقال مفصلة. يجب على هذه الخارطة أن توضح كل مرحلة من مراحل عملية الانتقال بوضوح وتتضمن معالم للحفاظ على مسار المشروع.
الخطوة 1. مرحلة التحضير
قم بإعداد مشروع تجريبي لاختبار الهجرة باستخدام جزء من الأعباء العملية. تتضمن هذه المرحلة تكوين مجموعة عمل Amazon EKS وتثبيت مكونات EMR اللازمة على EKS.
الخطوة 2. الهجرة التجريبية
قم بترحيل عينة صغيرة تمثل وظائف EMR الخاصة بك إلى EMR على EKS. تحقق من التوافق والأداء، وأجرِ التعديلات بناءً على النتائج.
الخطوة 3. الهجرة الكاملة
قم بتنفيذ الهجرة لتشمل جميع أحمال العمل تدريجيًا. من الضروري مراقبة ومقارنة مقاييس الأداء بنشاط لضمان انتقال سلس.
الخطوة 4. تحسين ما بعد الهجرة
بعد الهجرة، قم بتحسين البيئة الجديدة باستمرار. نفذ استراتيجيات التوسع التلقائي وتحديد الحجم الصحيح لضمان استخدام الموارد بشكل فعال.
الخطوة 5. التدريب والتوثيق
قدم تدريبًا شاملاً لفرقك حول الأدوات والعمليات الجديدة. وثق عملية الهجرة بالكامل، بما في ذلك أفضل الممارسات والدروس المستفادة.
أفضل الممارسات والاعتبارات
أفضل ممارسات الأمان لـ EMR على EKS
ستكون الأمان أولوية قصوى أثناء الانتقال إلى EMR على EKS. ستضمن قوانين أمان البيانات والامتثال تشغيل العمليات بسلاسة وأمان.
- أدوار IAM والسياسات. استخدم أدوار AWS IAM للوصول الأقل صلاحية. أنشئ سياسات لمنح الأذونات للمستخدمين والتطبيقات بناءً على احتياجاتهم.
- أمان الشبكة. استفد من نقاط نهاية VPC إلى أقصى حد في إنشاء اتصال آمن بين مجموعة EKS الخاصة بك وأي خدمة أخرى من AWS. يمكن تأمين حركة المرور الواردة والصادرة على مستوى المثيل والشبكة الفرعية من خلال مجموعات الأمان و ACLs الشبكية.
- تشفير البيانات. نفذ تشفير البيانات أثناء النقل وعند السكون. لتحقيق ذلك، من الممكن استخدام AWS KMS، والذي يسهل إدارة المفاتيح. قم بتفعيل التشفير لأي بيانات موجودة على دلو S3 وأثناء النقل.
- المراقبة والتدقيق. قم بتنفيذ المراقبة المستمرة باستخدام AWS CloudTrail و Amazon CloudWatch لتتبع الأنشطة، واكتشاف أي أنشطة مشبوهة، والامتثال لمعايير الأمان.
تقنيات ضبط الأداء والتحسين
يعد ضبط الأداء على EMR على EKS أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على استخدام الموارد بشكل فعال وتنفيذ الأحمال بشكل مناسب.
- توزيع الموارد. يجب تخصيص الموارد بناءً على الحمل. يسمح محددات عقد Kubernetes والمساحات الاسمية بتخصيص الموارد بشكل فعال.
- ضبط تكوينات Spark. يجب ضبط معلمات تكوين Spark مثل spark.executor.memory، spark.executor.cores، وspark.sql.shuffle.partitions. يجب أن يكون الضبط معتمدًا على الوظائف بناءً على الاستخدام والسعة في المجموعة.
- توزيع المهام. وزع المهام بالتساوي عبر العقد باستخدام سياسات جدولة Kubernetes. يساعد ذلك في منع الاختناقات ويضمن استخدام الموارد بشكل متوازن.
- التصنيف والمراقبة. استخدم أدوات مثل CloudWatch وواجهة المستخدم الرسومية لمراقبة أداء المهام. حدد وتعامل مع عقبات الأداء عن طريق ضبط التكوينات بناءً على الرؤى.
التوسعية واعتبارات التوفرية العالية
- التوسيع التلقائي. استفد من التوسيع التلقائي لعمودك وأعباء العمل باستخدام Horizontal Pod Autoscaler (HPA) و Cluster Autoscaler لـ Kubernetes. يقوم ذلك بتوفير الموارد تلقائيًا حسب الطلب لمواكبة احتياجات المهام.
- مقاومة الأخطاء. قم بإعداد عمودك لضمان التوفرية العالية عن طريق توزيع العقد عبر عدة مناطق توافر (AZs). يقلل هذا من احتمالية توقف التشغيل بسبب فشل خاص بمنطقة AZ.
- النسخ الاحتياطي والاستعادة. قم بنسخ البيانات الحرجة وتكوينات العمود بانتظام. استخدم AWS Backup واللقطات الفورية لضمان القدرة على الاستعادة السريعة من الأخطاء.
- توازن الحمولة. قم بتوزيع أعباء العمل باستخدام آليات توازن الحمولة مثل خدمات Kubernetes ومتحكم AWS Load Balancer. يضمن هذا توزيع الطلبات الواردة بشكل متساو عبر العقد المتاحة.
الاستنتاج
بالنسبة للفرق التي تفكر في الانتقال إلى EMR على EKS، يجب أن يكون الخطوة الأولى تقييم شامل لأعباء العمل الحالية على EMR والبنية التحتية. قيّم الفوائد المحتملة الخاصة بالاحتياجات التشغيلية الخاصة بك وقم بإنشاء خريطة طريق انتقالية شاملة تشمل مشاريع تجريبية وخطط هجرة تدريجية. سيكون تدريب فريقك على Kubernetes وتفاصيل EMR على EKS ضروريًا لضمان انتقال سلس ونجاح طويل الأمد.
ابدأ بأحمال عمل صغيرة لاختبار الأوضاع وزدها تدريجياً مع تزايد الثقة في البيئة الجديدة. أعط الأولوية لإعداد أطر أمان وحوكمة قوية لحماية البيانات طوال فترة الانتقال. نفذ أدوات المراقبة وحلول إدارة التكاليف لمتابعة استخدام الموارد والنفقات.
أوصي أيضاً بتبني نهج استباقي للتعلم والتكيف للاستفادة الكاملة من EMR على EKS، مما يعزز الابتكار والتميز التشغيلي.
Source:
https://dzone.com/articles/amazon-emr-to-emr-on-eks-transition