Misurare le prestazioni di Azure Cosmos DB for NoSQL con un framework di benchmarking

Articolo
08/15/2024

Oggi più che mai sono disponibili più opzioni sul tipo di database da usare con il carico di lavoro dei dati. Uno dei fattori chiave per la selezione di un database è rappresentato dalle prestazioni del database o del servizio, ma le prestazioni di benchmarking possono essere complesse e soggette a errori. Il framework di benchmarking per database di Azure semplifica il processo di misurazione delle prestazioni con gli strumenti di benchmarking open source più diffusi, con ricette a basso attrito che implementano procedure consigliate comuni. In Azure Cosmos DB for NoSQL il framework implementa procedure consigliate per Java SDK e usa lo strumento open source YCSB. In questa guida si usa questo framework di benchmarking per implementare un carico di lavoro di lettura e acquisire così familiarità con il framework.

Prerequisiti

Un account Azure con una sottoscrizione attiva. Creare un account gratuitamente.
Account Azure Cosmos DB for NoSQL. Creare un'API per l'account NoSQL.
- Assicurarsi di annotare l'URI dell'endpoint e la chiave primaria per l'account.
Account di archiviazione di Azure. Creare un account di archiviazione di Azure.
- Assicurarsi di annotare la stringa di connessione per l'account di archiviazione. Stringa di connessione di Archiviazione di Azure Vies.
Secondo gruppo di risorse vuoto. Creare un gruppo di risorse.
Interfaccia della riga di comando di Azure.

Creare risorse dell'account Azure Cosmos DB

Prima di tutto, si creano un database e un contenitore nell'account API esistente per NoSQL.

Azure portal
Interfaccia della riga di comando di Azure

Passare all'account API esistente per NoSQL nel portale di Azure.
Nel menu della risorsa selezionare Esplora dati.
Nella pagina Esplora dati selezionare l'opzione Nuovo contenitore nella barra dei comandi.

Nella finestra di dialogo Nuovo contenitore creare un nuovo contenitore con le impostazioni seguenti:

Impostazione	Valore
ID database	`ycsb`
Tipo di velocità effettiva del database	Manualee
Quantità di velocità effettiva del database	`400`
ID contenitore	`usertable`
Chiave di partizione	`/id`

Screenshot della finestra di dialogo Nuovo contenitore nella pagina Esplora dati.

Se non è già stato fatto, accedere all'interfaccia della riga di comando di Azure usando il comando az login.

Creare variabili della shell per i valori seguenti:

Nome dell'account Azure Cosmos DB per NoSQL esistente denominato cosmosAccountName.
Nome del primo gruppo di risorse con risorse denominato sourceResourceGroupName.
Nome del secondo gruppo di risorse vuoto denominato targetResourceGroupName.
URI dell'endpoint dell'account Azure Cosmos DB per NoSQL esistente denominato cosmosEndpoint
Chiave primaria dell'account Azure Cosmos DB per NoSQL esistente denominata cosmosPrimaryKey

# Variable for Azure Cosmos DB for NoSQL account name
cosmosAccountName="<cosmos-db-nosql-account-name>"

# Variable for resource group with Azure Cosmos DB and Azure Storage accounts
sourceResourceGroupName="<first-resource-group-name>"

# Variable for empty resource group
targetResourceGroupName="<second-resource-group-name>"

# Variable for API for NoSQL endpoint URI
cosmosEndpoint="<cosmos-db-nosql-endpoint-uri>"

# Variable for API for NoSQL primary key
cosmosPrimaryKey="<cosmos-db-nosql-primary-key>"

# Variable for Azure Storage account name
storageAccountName="<storage-account-name>"

# Variable for storage account connection string
storageConnectionString="<storage-connection-string>"

Usando il comando az cosmosdb sql database create, creare un nuovo database con le impostazioni seguenti:

Impostazione Valore

ID database ycsb

Tipo di velocità effettiva del database Manualee

Quantità di velocità effettiva del database 400
```
az cosmosdb sql database create \
    --resource-group $sourceResourceGroupName \
    --account-name $cosmosAccountName \
    --name "ycsb" \
    --throughput 400
```

Usando il comando az cosmosdb sql container create, creare un nuovo contenitore con le impostazioni seguenti:

Impostazione	Valore
ID database	`ycsb`
ID contenitore	`usertable`
Chiave di partizione	`/id`

az cosmosdb sql container create \
    --resource-group $sourceResourceGroupName \
    --account-name $cosmosAccountName \
    --database-name "ycsb" \
    --name "usertable" \
    --partition-key-path "/id"

Distribuire il framework di benchmarking in Azure

A questo punto si usa un modello di Azure Resource Manager per distribuire il framework di benchmarking in Azure con la ricetta di lettura predefinita.

Azure portal
Interfaccia della riga di comando di Azure

Distribuire il framework di benchmarking usando un modello di Azure Resource Manager disponibile in questo collegamento.
Nella pagina Distribuzione personalizzata, i parametri seguenti
Selezionare Rivedi e crea e quindi Crea per distribuire il modello.
Attendere il completamento della distribuzione.

Suggerimento

Per il completamento della distribuzione sarà necessario attendere 5-10 minuti.

Usare az deployment group create per distribuire il framework di benchmarking usando un modello di Azure Resource Manager.

# Variable for raw template JSON on GitHub
templateUri="https://raw.githubusercontent.com/Azure/azure-db-benchmarking/main/cosmos/sql/tools/java/ycsb/recipes/read/try-it-read/azuredeploy.json"

az deployment group create \
    --resource-group $targetResourceGroupName \
    --name "benchmarking-framework" \
    --template-uri $templateUri \
    --parameters \
        adminPassword='P@ssw.rd' \
        resultsStorageConnectionString=$storageConnectionString \
        cosmosURI=$cosmosEndpoint \
        cosmosKey=$cosmosPrimaryKey

Attendere il completamento della distribuzione.

Suggerimento

Per il completamento della distribuzione sarà necessario attendere 5-10 minuti.

Visualizzare i risultati del benchmark

A questo punto, è possibile usare l'account di Archiviazione di Azure esistente per controllare lo stato del processo di benchmark e visualizzare i risultati aggregati. Lo stato viene archiviato usando una tabella di archiviazione e i risultati vengono aggregati in un BLOB di archiviazione usando il formato CSV.

Azure portal
Interfaccia della riga di comando di Azure

Passare all'account di Archiviazione di Azure esistente nel portale di Azure.
Passare a una tabella di archiviazione denominata ycsbbenchmarkingmetadata e individuare l'entità con una chiave di partizione di ycsb_sql.
Osservare il campo JobStatus dell'entità tabella. Inizialmente, lo stato del processo è Started e include un timestamp nella proprietà JobStartTime, ma non la proprietà JobFinishTime.
Attendere che il processo abbia lo stato Finished e includa un timestamp nella proprietà JobFinishTime.

Suggerimento

Per terminare il processo sono necessari circa 20-30 minuti.
Passare al contenitore di archiviazione nello stesso account con un prefisso di ycsbbenchmarking-*. Osservare l'output e i BLOB di diagnostica per lo strumento.
Aprire il BLOB aggregation.csv e osservare il contenuto. A questo punto dovrebbe essere presente un set di dati CSV con risultati aggregati di tutti i client di benchmark.
```
Operation,Count,Throughput,Min(microsecond),Max(microsecond),Avg(microsecond),P9S(microsecond),P99(microsecond)
READ,180000,299,706,448255,1079,1159,2867
```

Eseguire una query sul record del processo in una tabella di archiviazione denominata ycsbbenchmarkingmetadata usando az storage entity query.

az storage entity query \
    --account-name $storageAccountName \
    --connection-string $storageConnectionString \
    --table-name ycsbbenchmarkingmetadata

Osservare i risultati di questa query. I risultati devono restituire un singolo processo con proprietà JobStartTime, JobStatus e JobFinishTime. Inizialmente, lo stato del processo è Started e include un timestamp nella proprietà JobStartTime, ma non la proprietà JobFinishTime.

{
  "items": [
    {
      "JobFinishTime": "",
      "JobStartTime": "2023-02-02T13:59:42Z",
      "JobStatus": "Started",
      "NoOfClientsCompleted": "0",
      "NoOfClientsStarted": {
        "edm_type": "Edm.Int64",
        "value": 1
      },
      "PartitionKey": "ycsb_sql",
      ...
    }
  ],
  ...
}

Se necessario, eseguire az storage entity query più volte fino a quando il processo non ha uno stato di Finished e include un timestamp nella proprietà JobFinishTime.
```
{
  "items": [
    {
      "JobFinishTime": "2023-02-02T14:21:12Z",
      "JobStartTime": "2023-02-02T13:59:42Z",
      "JobStatus": "Finished",
      ...
    }
  ],
  ...
}
```
Suggerimento

Per terminare il processo sono necessari circa 20-30 minuti.

Trovare il nome del contenitore di archiviazione modificato più di recente con un prefisso di ycsbbenchmarking-* usando az storage container list e una query JMESPath.

az storage container list \
    --account-name $storageAccountName \
    --connection-string $storageConnectionString \
    --query "sort_by([?starts_with(name, 'ycsbbenchmarking-')], &properties.lastModified)[-1].name" \
    --output tsv

Archiviare la stringa del contenitore in una variabile denominata storageConnectionString.

storageContainerName=$( \
    az storage container list \
        --account-name $storageAccountName \
        --connection-string $storageConnectionString \
        --query "sort_by([?starts_with(name, 'ycsbbenchmarking-')], &properties.lastModified)[-1].name" \
        --output tsv \
)

Usare [az storage blob query]/cli/azure/storage/blob#az-storage-blob-query) per eseguire query sui risultati del processo in un BLOB di archiviazione archiviato nel contenitore individuato in precedenza.

az storage blob query \
    --account-name $storageAccountName \
    --connection-string $storageConnectionString \
    --container-name $storageContainerName \
    --name aggregation.csv \
    --query-expression "SELECT * FROM BlobStorage"

Osservare i risultati di questa query. A questo punto dovrebbe essere presente un set di dati CSV con risultati aggregati di tutti i client di benchmark.

Operation,Count,Throughput,Min(microsecond),Max(microsecond),Avg(microsecond),P9S(microsecond),P99(microsecond)
READ,180000,299,706,448255,1079,1159,2867

Ricette

Il framework di benchmarking per database di Azure include ricette per incapsulare le definizioni del carico di lavoro passate allo strumento di benchmarking sottostante per un'esperienza "a 1 clic". Le definizioni del carico di lavoro sono state progettate in base alle procedure consigliate pubblicate dal team di Azure Cosmos DB e dal team dello strumento di benchmarking. Le ricette sono state testate e convalidate per ottenere risultati coerenti.

È possibile prevedere le latenze seguenti per tutte le ricette di lettura e scrittura nel repository GitHub.

Latenza lettura
Latenza scrittura

Problemi comuni

Questa sezione include gli errori comuni che possono verificarsi durante l'esecuzione dello strumento di benchmarking. I log degli errori per lo strumento sono in genere disponibili in un contenitore all'interno dell'account di Archiviazione di Azure.

Screenshot di contenitori e BLOB in un account di archiviazione.

Se i log non sono disponibili nell'account di archiviazione, questo problema è in genere causato da una stringa di connessione di archiviazione errata o mancante. In questo caso, questo errore viene elencato nel file agent.out all'interno della cartella /home/benchmarking della macchina virtuale client.
```
Error while accessing storage account, exiting from this machine in agent.out on the VM
```
Questo errore è elencato nel file agent.out sia nella macchina virtuale client che nell'account di archiviazione se l'URI dell'endpoint di Azure Cosmos DB non è corretto o non raggiungibile.
```
Caused by: java.net.UnknownHostException: rtcosmosdbsss.documents.azure.com: Name or service not known 
```
Questo errore è elencato nel file agent.out sia nella macchina virtuale client che nell'account di archiviazione se la chiave di Azure Cosmos DB non è corretta.
```
The input authorization token can't serve the request. The wrong key is being used….
```

Passaggi successivi

Altre informazioni sullo strumento di benchmarking con la guida introduttiva.

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