EMQ X 持久化插件系列(一)- 消息存储到 OpenTSDB 数据库

OpenTSDB 是可扩展的分布式时序数据库,底层依赖 HBase 并充分发挥了HBase的分布式列存储特性,支持数百万每秒的读写。

面对大规模快速增长的物联网传感器采集、交易记录等数据,时间序列数据累计速度非常快,时序数据库通过提高效率来处理这种大规模数据,并带来性能的提升,包括:更高的容纳率(Ingest Rates)、更快的大规模查询(尽管有一些比其他数据库支持更多的查询)以及更好的数据压缩。

本文以 CentOS 7.2 系统中的实际例子来说明如何通过 OpenTSDB 来存储相关的信息。

安装与验证 OpenTSDB 服务器

读者可以参考 OpenTSDB 官方文档Docker 来下载安装 OpenTSDB 服务器,本文使用 OpenTSDB 2.4.0 版本。

配置 EMQ X 服务器

通过 RPM 方式安装的 EMQ X,OpenTSDB 相关的配置文件位于 /etc/emqx/plugins/emqx_backend_opentsdb.conf,考虑到功能定位,OpenTSDB 插件仅支持消息存储功能。更多 backend 插件详见 EMQ X 数据持久化

配置连接地址与连接池大小、batch 策略:

## OpenTSDB Server 接入地址
backend.opentsdb.pool1.server = 127.0.0.1:4242

## 连接池大小
backend.opentsdb.pool1.pool_size = 8


## Max batch size of put 最大批量写条数
backend.opentsdb.pool1.max_batch_size = 20

## 通过 topic 过滤器存储全部消息
backend.opentsdb.hook.message.publish.1 = {"topic": "#", "action": {"function": "on_message_publish"}, "pool": "pool1"}

OpenTSDB Backend 消息存储规则参数:

通过 topic 过滤器,设置需要存储消息的主题,pool 参数区别多个数据源:

## Store Publish Message
backend.opentsdb.hook.message.publish.1 = {"topic": "#", "action": {"function": "on_message_publish"}, "pool": "pool1"}

启动该插件:

./bin/emqx_ctl plugins load emqx_backend_opentsdb

消息模板

由于 MQTT Message 无法直接写入 OpenTSDB, OpenTSDB Backend 提供了 emqx_backend_opentsdb.tmpl 模板文件将 MQTT Message 转换为可写入 OpenTSDB 的 DataPoint。

消息模板功能需要重启 EMQ X 才能应用更改。

tmpl 文件位于 data/templates/emqx_backend_opentsdb_example.tmpl,使用 json 格式, 用户可以为不同 Topic 定义不同的 Template, 类似:

{
    "sample": {
        "measurement": "$topic",
        "tags": {
            "host": ["$payload", "data", "$0", "host"],
            "region": ["$payload", "data", "$0", "region"],
            "qos": "$qos",
            "from": "$from"
        },
        "value": ["$payload", "data", "$0", "temp"],
        "timestamp": "$timestamp"
    }
}

其中, measurement 与 fields 为必选项, tags 与 timestamp 为可选项。 支持通过占位符如 $key 提取变量名为 key 的变量,支持的变量如下:

  • qos: 消息 QoS
  • form: 发布者信息
  • topic: 发布主题
  • timestamp: 时间戳
  • payload.*: JSON 消息体内任意变量,如 { "data": [{ "temp": 1 }] } 使用 ["$payload", "data", "temp"] 可以提取出 1

本示例设定模板如下:

{
    "sample": {
        "measurement": "$topic",
        "tags": {
            "host": ["$payload", "data", "$0", "host"],
            "region": ["$payload", "data", "$0", "region"],
            "qos": "$qos",
            "from": "$from"
        },
        "value": ["$payload", "data", "$0", "temp"],
        "timestamp": "$timestamp"
    }
}

当 Topic 为”sample” 的 MQTT Message 拥有以下 Payload 时:

{
  "data": [
    {
      "temp": 1,
      "host": "serverA",
      "region": "hangzhou"
    },
    {
      "temp": 2,
      "host": "serverB",
      "region": "ningbo"
    }
  ]
}

Backend 会将 MQTT Message 转换为:

[
  {
    "measurement": "sample",
    "tags": {
      "from": "mqttjs_ebcc36079a",
      "host": "serverA",
      "qos": "0",
      "region": "hangzhou"
    },
    "value": "1",
    "timestamp": "1560743513626681000"
  },
  {
    "measurement": "sample",
    "tags": {
      "from": "mqttjs_ebcc36079a",
      "host": "serverB",
      "qos": "0",
      "region": "ningbo"
    },
    "value": "2",
    "timestamp": "1560743513626681000"
  }
]

使用示例

EMQ X 管理控制台 WebSocket 页面中,向 sample 主题发布如上格式消息消息,消息将解析存储到 OpenTSDB udp 数据库对应的 measurement 中。

总结

读者在理解了 OpenTSDB 中所存储的数据结构,学习使用消息模板配置写入消息字段格式后可以结合 OpenTSDB 拓展相关应用。

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