AKS 上の HDInsight で Apache Flink® を使用して Apache Kafka® メッセージを Azure Cosmos DB for Apache Cassandra にシンクする
Note
Azure HDInsight on AKS は 2025 年 1 月 31 日に廃止されます。 2025 年 1 月 31 日より前に、ワークロードを Microsoft Fabric または同等の Azure 製品に移行することで、ワークロードの突然の終了を回避する必要があります。 サブスクリプション上に残っているクラスターは停止され、ホストから削除されることになります。
提供終了日までは基本サポートのみが利用できます。
重要
現在、この機能はプレビュー段階にあります。 ベータ版、プレビュー版、または一般提供としてまだリリースされていない Azure の機能に適用されるその他の法律条項については、「Microsoft Azure プレビューの追加の使用条件」に記載されています。 この特定のプレビューについては、「Microsoft HDInsight on AKS のプレビュー情報」を参照してください。 質問や機能の提案については、詳細を記載した要求を AskHDInsight で送信してください。また、その他の更新については、Azure HDInsight コミュニティのフォローをお願いいたします。
この例では、Apache Flink を使用して Apache Kafka メッセージ用の HDInsight を Azure Cosmos DB for Apache Cassandra にシンクします。
この例は、エンジニアが分析のためにリアルタイム集計データを好む場合に顕著です。 集約された履歴データにアクセスすると、機械学習 (ML) モデルを構築して分析情報やアクションを構築できます。 また、IoT データを Apache Flink に取り込んでリアルタイムでデータを集約し、Apache Cassandra に格納することもできます。
前提条件
- HDInsight on AKS 上の Apache Flink 1.17.0
- HDInsight 上の Apache Kafka 3.2
- Azure Cosmos DB for Apache Cassandra
- AKS クラスター上の HDInsight と同じ VNet にある Maven プロジェクト開発環境用の Ubuntu VM。
Azure Cosmos DB for Apache Cassandra
Azure Cosmos DB for Apache Cassandra は、Apache Cassandra 向けに作成されたアプリのデータ ストアとして使用できます。 この互換性は、CQLv4 に準拠した既存の Apache ドライバーを使用することにより、既存の Cassandra アプリケーションが Cassandra 用 API と通信できるようになったことを意味します。
詳細については、次のリンクを参照してください。
資格情報の取得では、次のように Stream ソース コードで使用します。
実装
Ubuntu VM で、開発環境を準備します
Azure サンプルのリポジトリの複製
GitHub の Readme を参照して maven をダウンロードし、Azure サンプルから Azure-Samples/azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started.git を使用してこのリポジトリを複製します。
Cassandra 用の maven プロジェクトの更新
maven プロジェクト フォルダー azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started-main に移動し、この例に必要な変更内容を更新します。
maven pom.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.azure.cosmosdb.cassandra</groupId>
<artifactId>cosmosdb-cassandra-examples</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-java</artifactId>
<version>1.17.0</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-streaming-java -->
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-streaming-java</artifactId>
<version>1.17.0</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-clients -->
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-clients</artifactId>
<version>1.17.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-files</artifactId>
<version>1.17.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-kafka</artifactId>
<version>1.17.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.datastax.cassandra</groupId>
<artifactId>cassandra-driver-core</artifactId>
<version>3.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.datastax.cassandra</groupId>
<artifactId>cassandra-driver-mapping</artifactId>
<version>3.1.4</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.datastax.cassandra</groupId>
<artifactId>cassandra-driver-extras</artifactId>
<version>3.1.4</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-api</artifactId>
<version>1.7.5</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
<version>1.7.5</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
<configuration>
<descriptorRefs>
<descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
</descriptorRefs>
<finalName>cosmosdb-cassandra-examples</finalName>
<appendAssemblyId>false</appendAssemblyId>
</configuration>
<executions>
<execution>
<id>make-assembly</id>
<phase>package</phase>
<goals>
<goal>single</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
Cosmos DB for Apache Cassandra の接続構成
次のスニペットでお使いのホスト名とユーザー名、およびキーを更新する必要があります。
root@flinkvm:/home/flinkvm/azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started-main/src/main/resources# cat config.properties
###Cassandra endpoint details on cosmosdb
cassandra_host=<update-host-name>.cassandra.cosmos.azure.com
cassandra_port = 10350
cassandra_username=<update-user-name>
cassandra_password=mxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
#ssl_keystore_file_path=<SSL key store file location>
#ssl_keystore_password=<SSL key store password>
ソース構造
root@flinkvm:/home/flinkvm/azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started-main/src/main/java/com/azure/cosmosdb/cassandra# ll
total 24
drwxr-xr-x 5 root root 4096 May 12 12:46 ./
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Apr 9 2020 ../
-rw-r--r-- 1 root root 1105 Apr 9 2020 User.java
drwxr-xr-x 2 root root 4096 May 15 03:53 examples/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Apr 9 2020 repository/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 May 15 02:43 util/
util フォルダー
CassandraUtils.java
Note
ssl_keystore_file_path の変更は、java cert の場所によって異なります。 AKS 上の HDInsight での Apache Flink クラスターでは、パスは /usr/lib/jvm/msopenjdk-11-jre/lib/security です
package com.azure.cosmosdb.cassandra.util;
import com.datastax.driver.core.*;
import javax.net.ssl.*;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.security.*;
/**
* Cassandra utility class to handle the Cassandra Sessions
*/
public class CassandraUtils {
private Cluster cluster;
private Configurations config = new Configurations();
private String cassandraHost = "<cassandra-host-ip>";
private int cassandraPort = 10350;
private String cassandraUsername = "localhost";
private String cassandraPassword = "<cassandra-password>";
private File sslKeyStoreFile = null;
private String sslKeyStorePassword = "<keystore-password>";
/**
* This method creates a Cassandra Session based on the end-point details given in config.properties.
* This method validates the SSL certificate based on ssl_keystore_file_path & ssl_keystore_password properties.
* If ssl_keystore_file_path & ssl_keystore_password are not given then it uses 'cacerts' from JDK.
* @return Session Cassandra Session
*/
public Session getSession() {
try {
//Load cassandra endpoint details from config.properties
loadCassandraConnectionDetails();
final KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("JKS");
try (final InputStream is = new FileInputStream(sslKeyStoreFile)) {
keyStore.load(is, sslKeyStorePassword.toCharArray());
}
final KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory
.getDefaultAlgorithm());
kmf.init(keyStore, sslKeyStorePassword.toCharArray());
final TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(TrustManagerFactory
.getDefaultAlgorithm());
tmf.init(keyStore);
// Creates a socket factory for HttpsURLConnection using JKS contents.
final SSLContext sc = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");
sc.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), new java.security.SecureRandom());
JdkSSLOptions sslOptions = RemoteEndpointAwareJdkSSLOptions.builder()
.withSSLContext(sc)
.build();
cluster = Cluster.builder()
.addContactPoint(cassandraHost)
.withPort(cassandraPort)
.withCredentials(cassandraUsername, cassandraPassword)
.withSSL(sslOptions)
.build();
return cluster.connect();
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return null;
}
public Cluster getCluster() {
return cluster;
}
/**
* Closes the cluster and Cassandra session
*/
public void close() {
cluster.close();
}
/**
* Loads Cassandra end-point details from config.properties.
* @throws Exception
*/
private void loadCassandraConnectionDetails() throws Exception {
cassandraHost = config.getProperty("cassandra_host");
cassandraPort = Integer.parseInt(config.getProperty("cassandra_port"));
cassandraUsername = config.getProperty("cassandra_username");
cassandraPassword = config.getProperty("cassandra_password");
String ssl_keystore_file_path = config.getProperty("ssl_keystore_file_path");
String ssl_keystore_password = config.getProperty("ssl_keystore_password");
// If ssl_keystore_file_path, build the path using JAVA_HOME directory.
if (ssl_keystore_file_path == null || ssl_keystore_file_path.isEmpty()) {
String javaHomeDirectory = System.getenv("JAVA_HOME");
if (javaHomeDirectory == null || javaHomeDirectory.isEmpty()) {
throw new Exception("JAVA_HOME not set");
}
ssl_keystore_file_path = new StringBuilder(javaHomeDirectory).append("/lib/security/cacerts").toString();
}
sslKeyStorePassword = (ssl_keystore_password != null && !ssl_keystore_password.isEmpty()) ?
ssl_keystore_password : sslKeyStorePassword;
sslKeyStoreFile = new File(ssl_keystore_file_path);
if (!sslKeyStoreFile.exists() || !sslKeyStoreFile.canRead()) {
throw new Exception(String.format("Unable to access the SSL Key Store file from %s", ssl_keystore_file_path));
}
}
}
Configurations.java
package com.azure.cosmosdb.cassandra.util;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
/**
* Configuration utility to read the configurations from properties file
*/
public class Configurations {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Configurations.class);
private static String PROPERTY_FILE = "config.properties";
private static Properties prop = null;
private void loadProperties() throws IOException {
InputStream input = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(PROPERTY_FILE);
if (input == null) {
LOGGER.error("Sorry, unable to find {}", PROPERTY_FILE);
return;
}
prop = new Properties();
prop.load(input);
}
public String getProperty(String propertyName) throws IOException {
if (prop == null) {
loadProperties();
}
return prop.getProperty(propertyName);
}
}
Examples フォルダー
CassandraSink.java
package com.azure.cosmosdb.cassandra.examples;
import com.datastax.driver.core.PreparedStatement;
import com.datastax.driver.core.Session;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple3;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.sink.SinkFunction;
import com.azure.cosmosdb.cassandra.repository.UserRepository;
import com.azure.cosmosdb.cassandra.util.CassandraUtils;
public class CassandraSink implements SinkFunction<Tuple3<Integer, String, String>> {
@Override
public void invoke(Tuple3<Integer, String, String> value, Context context) throws Exception {
CassandraUtils utils = new CassandraUtils();
Session cassandraSession = utils.getSession();
try {
UserRepository repository = new UserRepository(cassandraSession);
//Insert rows into user table
PreparedStatement preparedStatement = repository.prepareInsertStatement();
repository.insertUser(preparedStatement, value.f0, value.f1, value.f2);
} finally {
if (null != utils) utils.close();
if (null != cassandraSession) cassandraSession.close();
}
}
}
main クラス: CassandraDemo.java
Note
- Kafka ブローカー IP を Kafka クラスター ブローカー IP に置き換えます
- トピックを準備します
- user
/usr/hdp/current/kafka-broker/bin/kafka-topics.sh --create --replication-factor 2 --partitions 3 --topic user --bootstrap-server wn0-flinkd:9092
- user
package com.azure.cosmosdb.cassandra.examples;
import org.apache.flink.api.common.eventtime.WatermarkStrategy;
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema;
import org.apache.flink.api.common.typeinfo.Types;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple3;
import org.apache.flink.connector.kafka.source.KafkaSource;
import org.apache.flink.connector.kafka.source.enumerator.initializer.OffsetsInitializer;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class CassandraDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment().setParallelism(1);
// 1. read kafka message as stream input, update the broker IPs from your Kafka setup
String brokers = "<update-broker-ips>:9092,<update-broker-ips>:9092,<update-broker-ips>:9092";
KafkaSource<String> source = KafkaSource.<String>builder()
.setBootstrapServers(brokers)
.setTopics("user")
.setGroupId("my-group")
.setStartingOffsets(OffsetsInitializer.earliest())
.setValueOnlyDeserializer(new SimpleStringSchema())
.build();
DataStream<String> kafka = env.fromSource(source, WatermarkStrategy.noWatermarks(), "Kafka Source");
kafka.print();
DataStream<Tuple3<Integer,String,String>> dataStream = kafka.map(line-> {
String[] fields = line.split(",");
int v1 = Integer.parseInt(fields[0]);
Tuple3<Integer,String,String> tuple3 = Tuple3.of(v1,fields[1],fields[2]);
return tuple3;
}).returns(Types.TUPLE(Types.INT,Types.STRING,Types.STRING));
dataStream.addSink(new CassandraSink());
// 4. run stream
env.execute("sink Kafka to Cosmos DB for Apache Cassandra");
}
}
プロジェクトのビルド
azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started-main フォルダーから mvn clean install を実行して、プロジェクトをビルドします。 このコマンドにより、ターゲット フォルダーの下に cosmosdb-cassandra-examples.jar が生成されます。
root@flinkvm:/home/flinkvm/azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started-main/target# ll
total 91156
drwxr-xr-x 7 root root 4096 May 15 03:54 ./
drwxr-xr-x 7 root root 4096 May 15 03:54 ../
drwxr-xr-x 2 root root 4096 May 15 03:54 archive-tmp/
drwxr-xr-x 3 root root 4096 May 15 03:54 classes/
-rw-r--r-- 1 root root 15542 May 15 03:54 cosmosdb-cassandra-examples-1.0-SNAPSHOT.jar
-rw-r--r-- 1 root root 93290819 May 15 03:54 cosmosdb-cassandra-examples.jar
drwxr-xr-x 3 root root 4096 May 15 03:54 generated-sources/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 May 15 03:54 maven-archiver/
drwxr-xr-x 3 root root 4096 May 15 03:54 maven-status/
Apache Flink ジョブ送信用の jar のアップロード
Azure Storage に jar をアップロードし、webssh に wget をアップロードします
msdata@pod-0 [ ~ ]$ ls -l cosmosdb-cassandra-examples.jar
-rw-r----- 1 msdata msdata 93290819 May 15 04:02 cosmosdb-cassandra-examples.jar
Cosmos DB キーストアとテーブルの準備
/azure-cosmos-db-cassandra-java-getting-started-main/src/main/java/com/azure/cosmosdb/cassandra/examples で UserProfile クラスを実行して、Azure Cosmos DB のキーストアとテーブルを作成します。
bin/flink run -c com.azure.cosmosdb.cassandra.examples.UserProfile -j cosmosdb-cassandra-examples.jar
Kafka トピックを Cosmos DB for Apache Cassandra にシンクする
CassandraDemo クラスを実行して、Kafka トピックを Cosmos DB for Apache Cassandra にシンクします。
bin/flink run -c com.azure.cosmosdb.cassandra.examples.CassandraDemo -j cosmosdb-cassandra-examples.jar
Apache Flink ジョブの送信を検証する
HDInsight on AKS の Flink Web UI でジョブを確認します。
Kafka でのメッセージの生成
Kafka トピックにメッセージを生成します。
sshuser@hn0-flinkd:~$ cat user.py
import time
from datetime import datetime
import random
user_set = [
'John',
'Mike',
'Lucy',
'Tom',
'Machael',
'Lily',
'Zark',
'Tim',
'Andrew',
'Pick',
'Sean',
'Luke',
'Chunck'
]
city_set = [
'Atmore',
'Auburn',
'Bessemer',
'Birmingham',
'Chickasaw',
'Clanton',
'Decatur',
'Florence',
'Greenville',
'Jasper',
'Huntsville',
'Homer',
'Homer'
]
def main():
while True:
unique_id = str(int(time.time()))
if random.randrange(10) < 4:
city = random.choice(city_set[:3])
else:
city = random.choice(city_set)
user = random.choice(user_set)
print(unique_id + "," + user + "," + city )
time.sleep(1)
if __name__ == "__main__":
main()
sshuser@hn0-flinkd:~$ python user.py | /usr/hdp/current/kafka-broker/bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server wn0-flinkd:9092 --topic user &
[2] 11516
Azure portal で Cosmos DB for Apache Cassandra のテーブルを確認する
Preferences
- Azure Cosmos DB for Apache Cassandra。
- Azure Cosmos DB に Cassandra 用 API アカウントを作成する
- Azure のサンプル
- Apache、Apache Kafka、Kafka、Apache Flink、Flink、Apache Cassandra、Cassandra、関連するオープン ソース プロジェクト名は、Apache Software Foundation (ASF) の商標です。