В чем разница между Kafka и RabbitMQ?
Kafka и RabbitMQ — это системы очередей сообщений, которые можно использовать при потоковой обработке. Поток данных — это непрерывные инкрементные данные большого объема, требующие высокоскоростной обработки. Например, это могут быть данные датчиков об окружающей среде, которые необходимо постоянно собирать и обрабатывать для наблюдения за изменениями температуры или давления воздуха в реальном времени. RabbitMQ — это брокер распределенных сообщений, который собирает потоковые данные из нескольких источников и маршрутизирует их в разные пункты назначения для обработки. Apache Kafka — это платформа потоковой трансляции для создания конвейеров данных и приложений потоковой трансляции в реальном времени. Kafka предоставляет высокомасштабируемую, отказоустойчивую и надежную систему обмена сообщениями с большими возможностями, чем RabbitMQ.
Архитектурные различия Kafka и RabbitMQ
RabbitMQ и Apache Kafka позволяют производителям отправлять сообщения потребителям. Производители — это приложения, публикующие информацию, а потребители — приложения, которые подписываются на информацию и обрабатывают ее.
В RabbitMQ и Kafka производители и потребители взаимодействуют по-разному. В RabbitMQ производитель отправляет сообщение и отслеживает, дошло ли оно до предполагаемого потребителя. С другой стороны, производители Kafka публикуют сообщения в очереди независимо от того, получили ли их потребители.
RabbitMQ можно рассматривать как почтовое отделение, которое принимает почту и доставляет ее предполагаемым получателям. Между тем Kafka похож на библиотеку, где на полках раскладываются сообщения разных жанров, публикуемые производителями. Затем потребители читают сообщения с соответствующих полок и запоминают прочитанное.
Архитектурный подход RabbitMQ
Брокер RabbitMQ обеспечивает низкую задержку и сложное распределение сообщений с помощью следующих компонентов:
- Биржа получает сообщения от производителя и определяет, куда их следует направлять.
- Очередь — это хранилище, которое получает сообщения от биржи и отправляет их потребителям.
- Привязка — это путь, соединяющий биржу и брокера.
В RabbitMQ ключ маршрутизации — это атрибут сообщения, который используется для маршрутизации сообщений с биржи в определенную очередь. Когда производитель отправляет сообщение на биржу, он включает в него ключ маршрутизации. Затем биржа использует этот ключ маршрутизации, чтобы определить, в какую очередь следует доставить сообщение.
Архитектурный подход Kafka
Кластер Kafka обеспечивает обработку потоковых событий с более сложной архитектурой с высокой пропускной способностью. Вот несколько ключевых компонентов Kafka:
- Брокер Kafka — это сервер Kafka, который позволяет производителям передавать потоки данных потребителям. Брокер Kafka содержит темы и соответствующие разделы.
- Тема — носитель данных, в котором сгруппированы похожие данные в брокере Kafka.
- Раздел — это небольшой носитель данных в теме, на которую подписаны потребители.
- ZooKeeper — это специальное программное обеспечение, которое управляет кластерами и разделами Kafka для обеспечения отказоустойчивой потоковой передачи. ZooKeeper недавно было заменено протоколом Apache Kafka Raft (KRaft).
Производители в Kafka назначают каждому сообщению ключ сообщения. Затем брокер Kafka сохраняет сообщение в ведущем разделе этой конкретной темы. Протокол KRaft использует алгоритмы консенсуса для определения ведущего раздела.
Как Kafka и RabbitMQ по-разному обрабатывают сообщения?
RabbitMQ и Apache Kafka по-разному передают данные от производителей к потребителям. RabbitMQ — это брокер сообщений общего назначения, который отдает приоритет сквозной доставке сообщений. Kafka — это распределенная платформа для потоковой трансляции событий, поддерживающая непрерывный обмен большими данными в реальном времени.
RabbitMQ и Kafka предназначены для разных примеров использования, поэтому они по-разному обрабатывают обмен сообщениями. Далее мы обсудим некоторые конкретные различия.
Потребление сообщений
В RabbitMQ брокер гарантирует получение сообщения потребителями. Потребительское приложение играет пассивную роль и ждет, пока брокер RabbitMQ отправит сообщение в очередь. Например, банковское приложение может ждать SMS-предупреждение от программного обеспечения для централизованной обработки транзакций.
Однако потребители Kafka более активно читают и отслеживают информацию. По мере добавления сообщений в физические файлы журналов пользователи Kafka отслеживают последнее прочитанное сообщение и соответствующим образом обновляют свой трекер смещений. Трекер смещений — это счетчик, показатель которого увеличивается после прочтения сообщения. В случае с Kafka производитель не знает о получении сообщений потребителями.
Приоритет сообщения
Брокеры RabbitMQ позволяют программному обеспечению производителя увеличивать количество определенных сообщений, используя очередь приоритетов. Вместо отправки сообщений в порядке «первым пришел — первым ушел» брокер обрабатывает сообщения с более высоким приоритетом, чем обычные сообщения. Например, приложение для розничной торговли может ставить транзакции в очередь каждый час. Однако если системный администратор отправляет приоритетное сообщение резервного копирования базы данных, то брокер немедленно отправляет его.
В отличие от RabbitMQ, Apache Kafka не поддерживает приоритетные очереди. При распределении по соответствующим разделам все сообщения рассматриваются как равные.
Порядок сообщений
RabbitMQ отправляет сообщения и ставит их в очередь в определенном порядке. Если сообщение с более высоким приоритетом не поставлено в очередь в систему, потребители получают сообщения в том порядке, в котором они были отправлены.
Kafka, в свою очередь, использует темы и разделы для постановки сообщений в очередь. Когда производитель отправляет сообщение, оно переходит в определенную тему и раздел. Поскольку Kafka не поддерживает прямые обмены между производителями и потребителями, потребитель получает сообщения из раздела в другом порядке.
Удаление сообщения
Брокер RabbitMQ маршрутизирует сообщение в очередь назначения. После прочтения потребитель отправляет брокеру ответ с подтверждением (ACK), который затем удаляет сообщение из очереди.
В отличие от RabbitMQ, Apache Kafka добавляет сообщение в файл журнала, который сохраняется до истечения срока хранения. Таким образом, потребители могут повторно обрабатывать потоковые данные в любое время в течение указанного периода.
Другие ключевые отличия Kafka от RabbitMQ
RabbitMQ обеспечивает сложную маршрутизацию сообщений с простой архитектурой, а Kafka предлагает надежную систему брокера сообщений, которая позволяет приложениям обрабатывать данные в истории потоков.
Далее мы расскажем о других различиях между обоими брокерами сообщений.
Производительность
И RabbitMQ, и Kafka предлагают высокопроизводительную передачу сообщений для предполагаемых примеров использования. Однако Kafka превосходит RabbitMQ по пропускной способности сообщений.
Kafka может отправлять миллионы сообщений в секунду, поскольку использует последовательный дисковый ввод-вывод для обеспечения высокой пропускной способности обмена сообщениями. Последовательный дисковый ввод-вывод — это система хранения данных, которая хранит данные из смежного пространства памяти и получает к ним доступ быстрее, чем произвольный доступ к диску.
RabbitMQ также может отправлять миллионы сообщений в секунду, но для этого требуется несколько брокеров. Обычно производительность RabbitMQ составляет в среднем тысячи сообщений в секунду и может замедлиться, если очереди RabbitMQ перегружены.
Безопасность
RabbitMQ и Kafka позволяют приложениям безопасно обмениваться сообщениями, но с использованием разных технологий.
RabbitMQ поставляется с инструментами администрирования для управления разрешениями пользователей и безопасностью брокеров.
Между тем архитектура Apache Kafka обеспечивает безопасные потоки событий с помощью TLS и службы аутентификации и авторизации Java (JAAS). TLS — это технология шифрования, предотвращающая непреднамеренное прослушивание сообщений, а JAAS контролирует, какое приложение имеет доступ к брокерской системе.
Язык программирования и протоколы
И Kafka, и RabbitMQ поддерживают различные языки, платформы и протоколы, знакомые разработчикам.
Вы можете писать код на Java и Ruby при создании клиентских приложений для Kafka и RabbitMQ. Кроме того, Kafka поддерживает Python и Node.js, а RabbitMQ поддерживает JavaScript, Go, C, Swift, Spring, Elixir, PHP и .NET.
Kafka использует протокол передачи двоичных данных через TCP для потоковой передачи сообщений по конвейерам данных в реальном времени, а RabbitMQ по умолчанию поддерживает протокол расширенной очереди сообщений (AMQP). RabbitMQ также поддерживает устаревшие протоколы, такие как простой потоковый текст-ориентированный протокол обмена сообщениями (STOMP) и MQTT, для маршрутизации сообщений.
В чем сходство между Kafka и RabbitMQ?
Для обмена данными в облаке приложениям нужны надежные брокеры сообщений. И RabbitMQ, и Kafka предоставляют масштабируемые и отказоустойчивые платформы для удовлетворения растущих требований к трафику и высокой доступности.
Далее мы обсудим некоторые ключевые сходства между RabbitMQ и Kafka.
Масштабируемость
RabbitMQ может расширить возможности обработки сообщений как по горизонтали, так и по вертикали. Серверу RabbitMQ можно выделить больше вычислительных ресурсов, чтобы повысить эффективность обмена сообщениями. В некоторых случаях разработчики используют метод распределения сообщений под названием консистентный хеш-обмен RabbitMQ, чтобы сбалансировать обработку нагрузки несколькими брокерами.
Кроме того, архитектура Kafka позволяет добавлять больше разделов к определенной теме для равномерного распределения нагрузки сообщений.
Отказоустойчивость
И Kafka, и RabbitMQ представляют собой надежные архитектуры очередей сообщений, устойчивые к сбоям системы.
Можно сгруппировать несколько брокеров RabbitMQ в кластеры и развернуть их на разных серверах. RabbitMQ также реплицирует сообщения в очереди между распределенными узлами. Это позволяет системе восстанавливаться после сбоя, затрагивающего любой сервер.
Как и RabbitMQ, Apache Kafka обладает аналогичными возможностями восстановления и резервирования благодаря хостингу кластеров Kafka на разных серверах. Каждый кластер состоит из реплик файлов журналов, которые можно восстановить в случае сбоя.
Простота использования
Обе системы очередей сообщений имеют мощную поддержку сообщества и библиотеки, упрощающие отправку, чтение и обработку сообщений. Это упрощает разработку клиентских приложений для разработчиков обеих систем.
Например, вы можете использовать Kafka Streams (клиентскую библиотеку) для создания систем обмена сообщениями на Kafka, а Spring Cloud Data Flow — для создания управляемых событиями микросервисов с помощью RabbitMQ.
Когда использовать Kafka, а когда RabbitMQ
Важно понимать, что RabbitMQ и Kafka не являются конкурирующими брокерами сообщений. Обе версии были разработаны для поддержки обмена данными в разных примерах использования, где одна из них подходит больше, чем другая.
Далее мы обсудим некоторые примеры использования RabbitMQ и Kafka, достойные рассмотрения.
Воспроизведение потоков событий
Kafka подходит для приложений, которым необходимо повторно анализировать полученные данные. Вы можете обрабатывать потоковые данные несколько раз в течение срока хранения или собирать файлы журналов для анализа.
Агрегировать журналы с помощью RabbitMQ сложнее, поскольку сообщения удаляются сразу после использования. Обходной путь — воспроизвести сохраненные сообщения от производителей.
Обработка данных в реальном времени
Kafka передает сообщения с очень низкой задержкой и подходит для анализа потоковых данных в реальном времени. Например, вы можете использовать Kafka в качестве распределенной службы мониторинга для отправки предупреждений об обработке онлайн-транзакций в реальном времени.
Сложная архитектура маршрутизации
RabbitMQ обеспечивает гибкость для клиентов с приблизительными требованиями или сложными сценариями маршрутизации. Например, вы можете настроить RabbitMQ для маршрутизации данных в разные приложения с разными привязками и обменами.
Эффективная доставка сообщений
RabbitMQ применяет модель push, что означает, что производитель знает, использовало ли клиентское приложение сообщение. Этот вариант подходит для приложений, которые должны соблюдать определенные последовательности и предоставлять гарантии доставки при обмене данными и их анализе.
Поддержка языков и протоколов
Разработчики используют RabbitMQ для приложений клиентов, требующих обратной совместимости с устаревшими протоколами, такими как MQTT и STOMP. RabbitMQ также поддерживает более широкий спектр языков программирования по сравнению с Kafka.
Использует ли Kafka RabbitMQ?
Kafka не использует RabbitMQ. Это независимый брокер сообщений, который распространяет потоки событий в реальном времени без использования RabbitMQ. Оба брокера являются отдельными системами обмена данными, которые работают независимо друг от друга.
Однако некоторые разработчики направляют сообщения из сети RabbitMQ в Kafka. Они делают это потому, что для разборки существующих конвейеров данных RabbitMQ и их перестроения с помощью Kafka требуется больше усилий.
Краткое описание различий: Kafka и RabbitMQ
| RabbitMQ |
Kafka |
|
| Архитектура |
Архитектура RabbitMQ разработана для сложной маршрутизации сообщений. В ней используется модель push. Производители отправляют сообщения потребителям с другими правилами. |
Kafka использует дизайн на основе разделов для потоковой обработки в реальном времени с высокой пропускной способностью. В нем используется модель pull. Производители публикуют сообщения в темах и разделах, на которые подписаны потребители. |
| Обработка сообщений |
Брокеры RabbitMQ отслеживают потребление сообщений. Сообщения удаляются после их потребления. RabbitMQ поддерживает приоритеты сообщений. |
Потребители отслеживают получение сообщений с помощью трекера смещений. Kafka сохраняет сообщения в соответствии с политикой хранения. Здесь нет приоритета сообщений. |
| Производительность |
RabbitMQ имеет низкую задержку. Он отправляет тысячи сообщений в секунду. |
Kafka передает в режиме реального времени до миллионов сообщений в секунду. |
| Язык программирования и протокол |
RabbitMQ поддерживает широкий спектр языков и устаревших протоколов. |
Выбор языков программирования Kafka ограничен. Он использует протокол передачи двоичных данных через TCP для передачи данных. |
Как AWS может поддерживать выполнение требований RabbitMQ и Kafka?
Amazon Web Services (AWS) предоставляет полностью управляемые сервисы брокера сообщений с низкой задержкой для реализаций RabbitMQ и Kafka.
- Используйте Amazon MQ для предоставления услуг брокерам RabbitMQ без трудоемких настроек. Amazon MQ шифрует сообщения RabbitMQ при передаче и хранении. Мы также обеспечиваем конвейеры данных высокой доступности в зонах доступности AWS.
- Используйте управляемую потоковую передачу Amazon для Apache Kafka (Amazon MSK) для простой настройки, обработки и масштабирования шины сообщений Kafka в реальном времени. Amazon MSK помогает создавать отказоустойчивые и безопасные потоки событий с помощью технологий AWS, таких как виртуальное частное облако Amazon (Amazon VPC).
Создайте аккаунт уже сегодня и начните работу с брокерами сообщений на AWS.
AWS: дальнейшие шаги
