7.2. 优化目标概述


优化目标是在 Kafka 集群中工作负载重新分配和资源利用率的限制。要重新平衡 Kafka 集群,Cruise Control 使用 优化目标来生成优化 提议,您可以批准或拒绝。

7.2.1. 优先级的目标顺序

AMQ Streams 支持在 Cruise Control 项目中开发的大部分优化目标。支持的目标按默认优先级降序排列,如下所示:

  1. rack-awareness
  2. 一组主题的每个代理的最小领导副本数
  3. 副本容量
  4. 容量目标

    • 磁盘容量
    • 网络入站容量
    • 网络出站容量
    • CPU 容量
  5. 副本分发
  6. 潜在的网络输出
  7. 资源分布目标

    • 磁盘使用分布
    • 网络入站利用率分布
    • 网络出站利用率分布
    • CPU 使用率分发
  8. leader 字节(以字节为单位)分布
  9. 主题副本分发
  10. 领导副本分发
  11. 首选领导机制
  12. in-broker 磁盘容量
  13. intra-broker 磁盘用量分布

有关每个优化目标的更多信息,请参阅 Cruise Control Wiki 中的 Goals

注意

"编写您自己的"目标和 Kafka 分配器目标尚不受支持。

7.2.2. AMQ Streams 自定义资源中的目标配置

您可以在 KafkaKafkaRebalance 自定义资源中配置优化目标。Cruise Control 具有配置,可进行硬优化目标,必须得到满足、默认和用户提供的优化目标。

您可以在以下配置中指定优化目标:

  • Main goals — Kafka.spec.cruiseControl.config.goals
  • 硬目标 TOKEN- Kafka.spec.cruiseControl.config.hard.goals
  • 默认目标 TOKEN - Kafka.spec.cruiseControl.config.default.goals
  • 用户提供的目标 noProxy - KafkaRebalance.spec.goals
注意

资源分发目标取决于代理资源的 容量限制

7.2.3. 硬和软优化目标

硬目标是指 必须满足 优化提议的目标。未配置为硬目标的目标称为 软目标。您可以将软目标视为 最佳 目标:它们 不需要在 优化提议中满足,但包含在优化计算中。违反一个或多个软目标的一个优化方案,但满足所有硬目标是有效的。

Cruise Control 将计算满足所有硬目标以及尽可能多的软目标(按优先级顺序)的优化方案。无法满足所有硬目标的优化建议将由 Cruise 控制而拒绝,而不会发送给用户进行批准。

注意

例如,您可能会有一个软目标,在集群中平均分配主题的副本(主题副本分布目标)。如果这样做可启用所有配置的硬目标,则控制将忽略这个目标。

在 Cruise Control 中,预设了以下 主要优化目标

RackAwareGoal; MinTopicLeadersPerBrokerGoal; ReplicaCapacityGoal; DiskCapacityGoal; NetworkInboundCapacityGoal; NetworkOutboundCapacityGoal; CpuCapacityGoal
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您可以通过在 Kafka.spec.cruiseControl.config 中编辑 hard.goals 属性来配置 Cruise Control 部署配置中的硬目标。

  • 要从 Cruise Control 继承 preset hard 目标,请不要在 Kafka.spec.cruiseControl.config中指定 hard.goals 属性
  • 要更改预先设置的硬目标,请使用它们的完全限定域名在 hard.goals 属性中指定所需的目标。

硬优化目标的 Kafka 配置示例

apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    # ...
  zookeeper:
    # ...
  entityOperator:
    topicOperator: {}
    userOperator: {}
  cruiseControl:
    brokerCapacity:
      inboundNetwork: 10000KB/s
      outboundNetwork: 10000KB/s
    config:
      hard.goals: >
        com.linkedin.kafka.cruisecontrol.analyzer.goals.NetworkInboundCapacityGoal,
        com.linkedin.kafka.cruisecontrol.analyzer.goals.NetworkOutboundCapacityGoal
      # ...
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增加配置的硬目标数量将减少减少 Cruise 控制生成有效优化方案的可能性。

如果在 KafkaRebalance 自定义资源中指定 skipHardGoalCheck: true,则 Cruise Control 不会检查 用户提供的优化目标(在 KafkaRebalance.spec.goals中)包含 所有配置的 硬目标(hard.goals)。因此,如果不是全部,则用户提供的优化目标在 hard.goals 列表中,即使指定 skipHardGoalCheck: true,也会将它们视为硬目标。

7.2.4. 主要优化目标

所有用户都提供了 主要的优化目标。不列在主要优化目标中未列出的目标不适用于 Cruise Control 操作。

除非更改 Cruise Control 部署配置,AMQ Streams 会从 Cruise Control 继承以下主要优化目标,以降序排列:

RackAwareGoal; ReplicaCapacityGoal; DiskCapacityGoal; NetworkInboundCapacityGoal; NetworkOutboundCapacityGoal; CpuCapacityGoal; ReplicaDistributionGoal; PotentialNwOutGoal; DiskUsageDistributionGoal; NetworkInboundUsageDistributionGoal; NetworkOutboundUsageDistributionGoal; CpuUsageDistributionGoal; TopicReplicaDistributionGoal; LeaderReplicaDistributionGoal; LeaderBytesInDistributionGoal; PreferredLeaderElectionGoal
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其中一些目标被预先设置为 硬目标

为了降低复杂性,我们建议您使用继承的主优化目标,除非您需要 完全 排除在 KafkaRebalance 资源中使用的一个或多个目标。如果需要,可在 默认的优化目标配置中修改主要优化 目标的优先级顺序。

如果需要,在 Cruise Control 部署配置中配置主要的优化目标: Kafka.spec.cruiseControl.config.goals

  • 要接受继承的主要优化目标,请不要在 Kafka.spec.cruiseControl.config 中指定 goals 属性。
  • 如果您需要修改继承的主要优化目标,请在 goals 配置选项中指定目标列表(按优先级降序排列)。
注意

如果您更改了继承的主优化目标,您必须确保在 Kafka.spec.cruiseControl.config 中的 hard.goals 属性中配置,这是您配置的主要优化目标的子集。否则,在生成优化方案时出现错误。

7.2.5. 默认优化目标

Cruise Control 使用默认优化目标 来生成 缓存的优化建议。有关缓存的优化方案的更多信息,请参阅 第 7.3 节 “优化提议概述”

您可以通过在 KafkaRebalance 自定义资源中设置 用户提供的优化目标 来覆盖默认的优化目标。

除非在 Cruise Control 部署配置中 指定 default.goals,否则主要的优化目标将用作默认的优化目标。在这种情况下,缓存的优化提议会使用主要优化目标生成。

  • 要使用主优化目标作为默认目标,请不要在 Kafka.spec.cruiseControl.config 中指定 default.goals 属性。
  • 要修改默认的优化目标,请编辑 Kafka.spec.cruiseControl.config 中的 default.goals 属性。您必须使用主要优化目标的子集。

默认优化目标的 Kafka 配置示例

apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    # ...
  zookeeper:
    # ...
  entityOperator:
    topicOperator: {}
    userOperator: {}
  cruiseControl:
    brokerCapacity:
      inboundNetwork: 10000KB/s
      outboundNetwork: 10000KB/s
    config:
      default.goals: >
        com.linkedin.kafka.cruisecontrol.analyzer.goals.RackAwareGoal,
        com.linkedin.kafka.cruisecontrol.analyzer.goals.ReplicaCapacityGoal,
        com.linkedin.kafka.cruisecontrol.analyzer.goals.DiskCapacityGoal
      # ...
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如果没有指定默认的优化目标,则会使用主优化目标生成缓存的提议。

7.2.6. 用户提供的优化目标

用户提供的优化目标 缩小了特定优化提议的配置的默认目标。您可以在 KafkaRebalance 自定义资源的 spec.goals 中根据需要设置它们:

KafkaRebalance.spec.goals
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用户提供的优化目标可为不同的场景生成优化方案。例如,您可能想在不考虑磁盘容量或磁盘利用率的情况下优化 Kafka 集群中的领导副本分布。因此,您可以创建一个 KafkaRebalance 自定义资源,其中包含一个用于领导副本分布的单一用户提供的目标。

用户提供的优化目标必须:

  • 包括所有配置的 硬目标,或发生错误
  • 成为主要优化目标的子集

要忽略生成优化提议时配置的硬目标,请将 skipHardGoalCheck: true 属性添加到 KafkaRebalance 自定义资源。请参阅 第 7.6 节 “生成优化方案”

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