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Analise logs de sites usando uma biblioteca Python personalizada com o cluster Apache Spark no HDInsight

  • Artigo

Este bloco de anotações demonstra como analisar dados de log usando uma biblioteca personalizada com o Apache Spark no HDInsight. A biblioteca personalizada que usamos é uma biblioteca Python chamada iislogparser.py.

Pré-requisitos

Um cluster do Apache Spark no HDInsight. Para obter instruções, veja Criar clusters do Apache Spark no Azure HDInsight.

Salvar dados brutos como um RDD

Nesta seção, usamos o Jupyter Notebook associado a um cluster Apache Spark no HDInsight para executar trabalhos que processam seus dados de amostra brutos e os salvam como uma tabela do Hive. Os dados de exemplo são um arquivo de .csv (hvac.csv) disponível em todos os clusters por padrão.

Depois que seus dados forem salvos como uma tabela do Apache Hive, na próxima seção, nos conectaremos à tabela do Hive usando ferramentas de BI, como o Power BI e o Tableau.

  1. Em um navegador da Web, navegue até https://CLUSTERNAME.azurehdinsight.net/jupyter, onde CLUSTERNAME é o nome do cluster.

  2. Crie um novo bloco de notas. Selecione Novo e, em seguida , PySpark.

    Create a new Apache Jupyter Notebook. Caderno" border="true":::

  3. É criado e aberto um novo bloco de notas com o nome Untitled.pynb. Selecione o nome do bloco de notas na parte superior e introduza um nome amigável.

    Provide a name for the notebook.

  4. Como você criou um bloco de anotações usando o kernel do PySpark, não precisa criar nenhum contexto explicitamente. Os contextos do Spark e do Hive serão criados automaticamente quando executa a primeira célula do código. Você pode começar importando os tipos necessários para esse cenário. Cole o seguinte trecho em uma célula vazia e pressione Shift + Enter.

    from pyspark.sql import Row
from pyspark.sql.types import *

  5. Crie um RDD usando os dados de log de exemplo já disponíveis no cluster. Você pode acessar os dados na conta de armazenamento padrão associada ao cluster em \HdiSamples\HdiSamples\WebsiteLogSampleData\SampleLog\909f2b.log. Execute o seguinte código:

    logs = sc.textFile('wasbs:///HdiSamples/HdiSamples/WebsiteLogSampleData/SampleLog/909f2b.log')

  6. Recupere um conjunto de logs de exemplo para verificar se a etapa anterior foi concluída com êxito.

    logs.take(5)

    Você verá uma saída semelhante ao seguinte texto:

    [u'#Software: Microsoft Internet Information Services 8.0',
u'#Fields: date time s-sitename cs-method cs-uri-stem cs-uri-query s-port cs-username c-ip cs(User-Agent) cs(Cookie) cs(Referer) cs-host sc-status sc-substatus sc-win32-status sc-bytes cs-bytes time-taken',
u'2014-01-01 02:01:09 SAMPLEWEBSITE GET /blogposts/mvc4/step2.png X-ARR-LOG-ID=2ec4b8ad-3cf0-4442-93ab-837317ece6a1 80 - 1.54.23.196 Mozilla/5.0+(Windows+NT+6.3;+WOW64)+AppleWebKit/537.36+(KHTML,+like+Gecko)+Chrome/31.0.1650.63+Safari/537.36 - http://weblogs.asp.net/sample/archive/2007/12/09/asp-net-mvc-framework-part-4-handling-form-edit-and-post-scenarios.aspx www.sample.com 200 0 0 53175 871 46',
u'2014-01-01 02:01:09 SAMPLEWEBSITE GET /blogposts/mvc4/step3.png X-ARR-LOG-ID=9eace870-2f49-4efd-b204-0d170da46b4a 80 - 1.54.23.196 Mozilla/5.0+(Windows+NT+6.3;+WOW64)+AppleWebKit/537.36+(KHTML,+like+Gecko)+Chrome/31.0.1650.63+Safari/537.36 - http://weblogs.asp.net/sample/archive/2007/12/09/asp-net-mvc-framework-part-4-handling-form-edit-and-post-scenarios.aspx www.sample.com 200 0 0 51237 871 32',
u'2014-01-01 02:01:09 SAMPLEWEBSITE GET /blogposts/mvc4/step4.png X-ARR-LOG-ID=4bea5b3d-8ac9-46c9-9b8c-ec3e9500cbea 80 - 1.54.23.196 Mozilla/5.0+(Windows+NT+6.3;+WOW64)+AppleWebKit/537.36+(KHTML,+like+Gecko)+Chrome/31.0.1650.63+Safari/537.36 - http://weblogs.asp.net/sample/archive/2007/12/09/asp-net-mvc-framework-part-4-handling-form-edit-and-post-scenarios.aspx www.sample.com 200 0 0 72177 871 47']

Analise dados de log usando uma biblioteca Python personalizada

  1. Na saída acima, as primeiras linhas incluem as informações do cabeçalho e cada linha restante corresponde ao esquema descrito nesse cabeçalho. Analisar esses logs pode ser complicado. Assim, usamos uma biblioteca Python personalizada (iislogparser.py) que torna a análise desses logs muito mais fácil. Por padrão, essa biblioteca está incluída no cluster do Spark no HDInsight em /HdiSamples/HdiSamples/WebsiteLogSampleData/iislogparser.py.

    No entanto, essa biblioteca não está no PYTHONPATH portanto, não podemos usá-la usando uma instrução de importação como import iislogparser. Para usar essa biblioteca, devemos distribuí-la para todos os nós de trabalho. Execute o seguinte trecho.

    sc.addPyFile('wasbs:///HdiSamples/HdiSamples/WebsiteLogSampleData/iislogparser.py')

  2. iislogparser Fornece uma função parse_log_line que retorna None se uma linha de log é uma linha de cabeçalho e retorna uma instância da classe se encontrar uma linha de LogLine log. Use a LogLine classe para extrair apenas as linhas de log do RDD:

    def parse_line(l):
    import iislogparser
    return iislogparser.parse_log_line(l)
logLines = logs.map(parse_line).filter(lambda p: p is not None).cache()

  3. Recupere algumas linhas de log extraídas para verificar se a etapa foi concluída com êxito.

    logLines.take(2)

    A saída deve ser semelhante ao seguinte texto:

    [2014-01-01 02:01:09 SAMPLEWEBSITE GET /blogposts/mvc4/step2.png X-ARR-LOG-ID=2ec4b8ad-3cf0-4442-93ab-837317ece6a1 80 - 1.54.23.196 Mozilla/5.0+(Windows+NT+6.3;+WOW64)+AppleWebKit/537.36+(KHTML,+like+Gecko)+Chrome/31.0.1650.63+Safari/537.36 - http://weblogs.asp.net/sample/archive/2007/12/09/asp-net-mvc-framework-part-4-handling-form-edit-and-post-scenarios.aspx www.sample.com 200 0 0 53175 871 46,
2014-01-01 02:01:09 SAMPLEWEBSITE GET /blogposts/mvc4/step3.png X-ARR-LOG-ID=9eace870-2f49-4efd-b204-0d170da46b4a 80 - 1.54.23.196 Mozilla/5.0+(Windows+NT+6.3;+WOW64)+AppleWebKit/537.36+(KHTML,+like+Gecko)+Chrome/31.0.1650.63+Safari/537.36 - http://weblogs.asp.net/sample/archive/2007/12/09/asp-net-mvc-framework-part-4-handling-form-edit-and-post-scenarios.aspx www.sample.com 200 0 0 51237 871 32]

  4. A LogLine classe, por sua vez, tem alguns métodos úteis, como is_error(), que retorna se uma entrada de log tem um código de erro. Use essa classe para calcular o número de erros nas linhas de log extraídas e, em seguida, registre todos os erros em um arquivo diferente.

    errors = logLines.filter(lambda p: p.is_error())
numLines = logLines.count()
numErrors = errors.count()
print 'There are', numErrors, 'errors and', numLines, 'log entries'
errors.map(lambda p: str(p)).saveAsTextFile('wasbs:///HdiSamples/HdiSamples/WebsiteLogSampleData/SampleLog/909f2b-2.log')

    A saída deve indicar There are 30 errors and 646 log entries.

  5. Você também pode usar Matplotlib para construir uma visualização dos dados. Por exemplo, se você quiser isolar a causa das solicitações que são executadas por um longo tempo, talvez queira encontrar os arquivos que levam mais tempo para servir em média. O trecho abaixo recupera os 25 principais recursos que levaram mais tempo para atender a uma solicitação.

    def avgTimeTakenByKey(rdd):
    return rdd.combineByKey(lambda line: (line.time_taken, 1),
                            lambda x, line: (x[0] + line.time_taken, x[1] + 1),
                            lambda x, y: (x[0] + y[0], x[1] + y[1]))\
                .map(lambda x: (x[0], float(x[1][0]) / float(x[1][1])))

avgTimeTakenByKey(logLines.map(lambda p: (p.cs_uri_stem, p))).top(25, lambda x: x[1])

    Você deve ver uma saída como o seguinte texto:

    [(u'/blogposts/mvc4/step13.png', 197.5),
(u'/blogposts/mvc2/step10.jpg', 179.5),
(u'/blogposts/extractusercontrol/step5.png', 170.0),
(u'/blogposts/mvc4/step8.png', 159.0),
(u'/blogposts/mvcrouting/step22.jpg', 155.0),
(u'/blogposts/mvcrouting/step3.jpg', 152.0),
(u'/blogposts/linqsproc1/step16.jpg', 138.75),
(u'/blogposts/linqsproc1/step26.jpg', 137.33333333333334),
(u'/blogposts/vs2008javascript/step10.jpg', 127.0),
(u'/blogposts/nested/step2.jpg', 126.0),
(u'/blogposts/adminpack/step1.png', 124.0),
(u'/BlogPosts/datalistpaging/step2.png', 118.0),
(u'/blogposts/mvc4/step35.png', 117.0),
(u'/blogposts/mvcrouting/step2.jpg', 116.5),
(u'/blogposts/aboutme/basketball.jpg', 109.0),
(u'/blogposts/anonymoustypes/step11.jpg', 109.0),
(u'/blogposts/mvc4/step12.png', 106.0),
(u'/blogposts/linq8/step0.jpg', 105.5),
(u'/blogposts/mvc2/step18.jpg', 104.0),
(u'/blogposts/mvc2/step11.jpg', 104.0),
(u'/blogposts/mvcrouting/step1.jpg', 104.0),
(u'/blogposts/extractusercontrol/step1.png', 103.0),
(u'/blogposts/sqlvideos/sqlvideos.jpg', 102.0),
(u'/blogposts/mvcrouting/step21.jpg', 101.0),
(u'/blogposts/mvc4/step1.png', 98.0)]

  6. Você também pode apresentar essas informações na forma de gráfico. Como primeiro passo para criar um gráfico, vamos primeiro criar uma tabela temporária AverageTime. A tabela agrupa os logs por tempo para ver se houve picos de latência incomuns em algum momento específico.

    avgTimeTakenByMinute = avgTimeTakenByKey(logLines.map(lambda p: (p.datetime.minute, p))).sortByKey()
schema = StructType([StructField('Minutes', IntegerType(), True),
                    StructField('Time', FloatType(), True)])

avgTimeTakenByMinuteDF = sqlContext.createDataFrame(avgTimeTakenByMinute, schema)
avgTimeTakenByMinuteDF.registerTempTable('AverageTime')

  7. Em seguida, você pode executar a seguinte consulta SQL para obter todos os registros na tabela AverageTime .

    %%sql -o averagetime
SELECT * FROM AverageTime

    A %%sql magia seguida garante -o averagetime que a saída da consulta seja mantida localmente no servidor Jupyter (normalmente o nó principal do cluster). A saída é mantida como um dataframe Pandas com o nome especificado averagetime.

    Você deve ver uma saída como a seguinte imagem:

    hdinsight jupyter sql query output. yter sql query output" border="true":::

    Para obter mais informações sobre o %%sql magic, consulte Parâmetros suportados com o %%sql magic.

  8. Agora você pode usar Matplotlib, uma biblioteca usada para construir visualização de dados, para criar um gráfico. Como o gráfico deve ser criado a partir do dataframe de tempo médio persistido localmente, o trecho de código deve começar com a %%local magia. Isso garante que o código seja executado localmente no servidor Jupyter.

    %%local
%matplotlib inline
import matplotlib.pyplot as plt

plt.plot(averagetime['Minutes'], averagetime['Time'], marker='o', linestyle='--')
plt.xlabel('Time (min)')
plt.ylabel('Average time taken for request (ms)')

    Você deve ver uma saída como a seguinte imagem:

    apache spark web log analysis plot. eb log analysis plot" border="true":::

  9. Depois de terminar de executar o aplicativo, você deve desligar o bloco de anotações para liberar os recursos. Para tal, no menu File (Ficheiro) do bloco de notas, selecione Close and Halt (Fechar e Parar). Esta ação irá desligar e fechar o bloco de notas.

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