使用 AKS 上的 Azure HDInsight 處理 Apache Flink® 上的即時 IoT 數據

發行項
09/20/2024

Azure IoT 中樞是裝載在雲端中的受控服務，可作為IoT應用程式與其連結裝置之間通訊的中央訊息中樞。您可以可靠地安全地連線數百萬部裝置及其後端解決方案。幾乎任何裝置都可以連線到IoT中樞。

在此範例中，程式代碼會使用 AKS 上的 Azure HDInsight 處理 Apache Flink® 上的即時 IoT 數據，並接收至 ADLS gen2 記憶體。

先決條件

建立 Azure IoTHub
在 AKS 上的 HDInsight 中建立 Flink 叢集 1.17.0
使用 MSI 存取 ADLS Gen2
IntelliJ 用於開發

注意

在此示範中，我們會使用 Windows 虛擬機器作為 Maven 專案的開發環境，這個環境與 AKS 上的 HDInsight 位於相同的 VNET 中。

在 AKS 上的 HDInsight 中的 Flink 叢集 1.17.0

在 Azure 入口網站上的 Azure 物聯網中樞

在連接字串中，您可以找到服務總線 URL（基礎事件中樞命名空間的 URL），需要將其新增為 Kafka 來源中的引導伺服器。在這個範例中，它是 iothub-ns-contosoiot-55642726-4642a54853.servicebus.windows.net:9093。

準備訊息至 Azure 物聯網裝置

每個IoT中樞都隨附內建系統端點，以處理系統和裝置訊息。

如需詳細資訊，請參閱如何使用 VS Code 作為 IoT 中樞裝置模擬器。

Flink 中的程序代碼

IOTdemo.java

KafkaSource：IoTHub 建置在事件中樞之上，因此支持類似 kafka 的 API。因此，在我們的 Flink 作業中，我們可以使用適當的參數來定義 KafkaSource，以取用來自 IoTHub 的訊息。
FileSink：定義 ABFS 匯入端。

package contoso.example
import org.apache.flink.api.common.eventtime.WatermarkStrategy;
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringEncoder;
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema;
import org.apache.flink.client.program.StreamContextEnvironment;
import org.apache.flink.configuration.MemorySize;
import org.apache.flink.connector.file.sink.FileSink;
import org.apache.flink.connector.kafka.source.KafkaSource;
import org.apache.flink.connector.kafka.source.enumerator.initializer.OffsetsInitializer;
import org.apache.flink.core.fs.Path;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.sink.filesystem.rollingpolicies.DefaultRollingPolicy;
import org.apache.kafka.clients.consumer.OffsetResetStrategy;

import java.time.Duration;
public class IOTdemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // create execution environment
        StreamExecutionEnvironment env = StreamContextEnvironment.getExecutionEnvironment();

        String connectionString  = "<your iot hub connection string>";

        KafkaSource<String> source = KafkaSource.<String>builder()
                .setBootstrapServers("<your iot hub's service bus url>:9093")
                .setTopics("<name of your iot hub>")
                .setGroupId("$Default")
                .setProperty("partition.discovery.interval.ms", "10000")
                .setProperty("security.protocol", "SASL_SSL")
                .setProperty("sasl.mechanism", "PLAIN")
                .setProperty("sasl.jaas.config", String.format("org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username=\"$ConnectionString\" password=\"%s\";", connectionString))
                .setStartingOffsets(OffsetsInitializer.committedOffsets(OffsetResetStrategy.EARLIEST))
                .setValueOnlyDeserializer(new SimpleStringSchema())
                .build();

        DataStream<String> kafka = env.fromSource(source, WatermarkStrategy.noWatermarks(), "Kafka Source");

        String outputPath  = "abfs://<container>@<account_name>.dfs.core.windows.net/flink/data/azureiothubmessage/";

        final FileSink<String> sink = FileSink
                .forRowFormat(new Path(outputPath), new SimpleStringEncoder<String>("UTF-8"))
                .withRollingPolicy(
                        DefaultRollingPolicy.builder()
                                .withRolloverInterval(Duration.ofMinutes(2))
                                .withInactivityInterval(Duration.ofMinutes(3))
                                .withMaxPartSize(MemorySize.ofMebiBytes(5))
                                .build())
                .build();

        kafka.sinkTo(sink);

        env.execute("Sink Azure IOT hub to ADLS gen2");
    }
}

Maven pom.xml

    <groupId>contoso.example</groupId>
    <artifactId>FlinkIOTDemo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <properties>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
        <flink.version>1.17.0</flink.version>
        <java.version>1.8</java.version>
        <scala.binary.version>2.12</scala.binary.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-streaming-java -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-java</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-streaming-java</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-clients -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-clients</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-connector-files -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-connector-files</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-connector-kafka</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
                <version>3.0.0</version>
                <configuration>
                    <appendAssemblyId>false</appendAssemblyId>
                    <descriptorRefs>
                        <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
                    </descriptorRefs>
                </configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>make-assembly</id>
                        <phase>package</phase>
                        <goals>
                            <goal>single</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

將 jar 檔案包裝並在 Flink 叢集中提交作業

將 JAR 檔案上傳至 webssh pod 並提交 JAR 檔案。

user@sshnode-0 [ ~ ]$ bin/flink run -c IOTdemo -j FlinkIOTDemo-1.0-SNAPSHOT.jar 
SLF4J: Failed to load class "org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder".
SLF4J: Defaulting to no-operation (NOP) logger implementation
SLF4J: See http://www.slf4j.org/codes.html#StaticLoggerBinder for further details.
Job has been submitted with JobID de1931b1c1179e7530510b07b7ced858

在 Flink 儀表板的使用者介面上檢查作業

檢查 Azure 入口網站上 ADLS gen2 的結果

參考

Apache Flink 網站
Apache、Apache Kafka、Kafka、Apache Flink、Flink 和相關聯的開放原始碼專案名稱 Apache Software Foundation （ASF）商標。

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