在 Microsoft Azure 上部署 ClickHouse 数据仓库:托管服务与自行部署的全面指南

ClickHouse 作为一个专为在线分析处理(OLAP)设计的开源列式数据库,因其卓越的查询速度(尤其是在海量数据上)、高效的数据压缩比和强大的实时分析能力而备受青睐。当企业决定在云端部署 ClickHouse 时,Microsoft Azure 提供了一个丰富且灵活的生态系统。本文将深入探讨在 Azure 上部署 ClickHouse 的两种核心路径:使用托管服务 和进行自行部署,并详细分析每种方案的具体实现。

在 Azure 上部署 ClickHouse 是一个"控制权"与"便利性"的权衡。幸运的是,Azure 提供了从全托管到完全自控的完整光谱,使您总能找到最适合自身技术能力和业务需求的部署方案。


第一部分:托管服务 - 最大化效率与简化运维

对于大多数企业,尤其是那些希望专注于数据分析本身而非底层基础设施管理的团队,托管服务是最佳选择。它们将运维复杂性(如扩缩容、备份、修补、监控)转移给云服务商。

1. ClickHouse Cloud on Azure

  • 概述:这是由 ClickHouse, Inc. 官方提供的完全托管服务。它直接部署在您的 Azure 订阅中,提供了最原生、功能最完整的 ClickHouse 体验。
  • 核心特性
    • 无缝集成:作为 Azure 合作伙伴解决方案,它可以直接从 Azure Marketplace 部署,并天然集成 Azure 的虚拟网络(VNet)、Blob 存储等服务。
    • Serverless 架构:其最新版本采用 Serverless 模式,可以自动扩缩容计算和存储资源,您只需为实际使用的资源付费,极大地优化了成本。
    • 极致性能:由 ClickHouse 原厂团队优化,通常能获得最佳的性能表现和最新的功能特性。
    • 企业级功能:内置了基于角色的访问控制(RBAC)、加密、自动备份和点-in-time恢复(PITR)等高级功能。
  • 部署模型
    • 您可以选择专用部署Serverless部署。专用部署提供固定的计算资源,适合稳定、可预测的工作负载。Serverless部署则更适合流量波动大的场景。
  • 适用场景
    • 追求极致性能、最新功能和原生 ClickHouse 体验的企业。
    • 工作负载波动大,希望采用 Serverless 模式以节省成本。
    • 希望获得 ClickHouse 官方团队直接支持。

2. Aiven for ClickHouse

  • 概述:Aiven 是一个多云数据库即服务(DBaaS)提供商,它在 Azure 上提供完全托管的 ClickHouse 服务。
  • 核心特性
    • 多云与灵活性:Aiven 的优势在于其多云管理能力。您可以在 Azure、AWS、GCP 等平台上获得一致的 ClickHouse 体验,便于构建混合云或多云架构。
    • 开箱即用的运维:自动化的配置、监控、告警、备份和软件更新。
    • 丰富的集成:轻松与 Azure 的 Kafka(或 Aiven 自己的 Kafka 服务)、数据湖存储等进行数据集成。
    • 基于服务的计费:透明的按小时计费模式,包含了计算、存储和运维成本。
  • 部署模型
    • 在 Azure 上创建托管实例,您可以选择不同的服务层级(如 Startup、Business、Premium)以满足不同的性能和可用性要求。
  • 适用场景
    • 已经或计划采用多云策略的企业。
    • 需要与 Aiven 生态中的其他托管服务(如 Kafka、PostgreSQL)紧密集成。
    • 希望获得一个简单统一的管理界面来管理多种数据库服务。

3. Tinybird

  • 概述:Tinybird 是一个以 ClickHouse 为核心的实时 API 构建平台,它不仅仅是一个数据库服务。
  • 核心特性
    • API 优先:Tinybird 的核心价值在于能将复杂的 SQL 查询快速编译和发布为低延迟、高并发的 RESTful API,极大简化了实时数据应用的开发。
    • 托管 ClickHouse 引擎:底层是高度优化的托管 ClickHouse,负责数据处理和存储。
    • 无服务器接口:开发者主要通过 UI、CLI 和 API 与 Tinybird 交互,无需管理服务器或集群。
    • 专注于实时性:设计初衷就是为处理高速流入的数据并提供亚秒级的查询响应。
  • 部署模型
    • 作为一个平台即服务(PaaS),您在 Tinybird 上创建项目,它会在后台自动在 Azure(或其他云)上为您配置和管理 ClickHouse 集群。
  • 适用场景
    • 核心需求是快速构建和发布实时数据 API,例如用于仪表板、实时推荐、物联网应用等。
    • 开发团队希望将精力完全集中在业务逻辑和数据管道上,而非底层数据库运维。

第二部分:自行部署 - 最大化控制与灵活性

如果您的团队有深厚的运维 expertise,或者有非常特殊的定制化需求,自行部署提供了最高的控制权。

1. Azure VM 上运行 ClickHouse Server

这是最直接、最基础的自行部署方式。

  • 部署流程
    1. 选择 VM 镜像:从 Azure Marketplace 选择一台 Linux VM(如 Ubuntu 或 CentOS)。您也可以使用已预配置 ClickHouse 的社区镜像,或从零开始安装。
    2. 配置 VM :选择适合的 VM 系列至关重要。推荐使用Ls_v2/Lsv2 系列,该系列为存储优化型,提供高吞吐、低延迟的本地 NVMe 存储,非常适合 ClickHouse 对 I/O 的高要求。同时,确保 VM 有足够的内存(RAM)和 CPU。
    3. 附加磁盘:为数据目录配置高性能的托管磁盘(如 Premium SSD 或 Ultra Disk)。对于生产环境,强烈建议将日志和数据目录分离到不同磁盘。
    4. 安装与配置 :通过官方脚本或包管理器(如 apt)安装 ClickHouse。手动编辑 config.xmlusers.xml 文件,精细调整所有参数(如内存设置、线程数、ZooKeeper 集成等)。
  • 优缺点
    • 优点:成本相对较低(仅支付 VM 和磁盘费用),配置完全自由。
    • 缺点单点故障风险高。高可用性(HA)设置复杂,需要手动配置多节点和 ZooKeeper 集群。所有运维任务(安全更新、监控、备份)均需自行负责。
  • 适用场景
    • 开发、测试环境。
    • 小型、非关键的生产工作负载,且团队有能力管理单个服务器。

2. Azure Kubernetes 服务(AKS)上运行 ClickHouse 集群

这是更现代、更灵活的自行部署方式,适合需要弹性伸缩和高可用性的复杂生产环境。

  • 部署流程
    1. 创建 AKS 集群:在 Azure 上创建一个 Kubernetes 集群。
    2. 使用 Helm Chart :最常用的方式是使用 ClickHouse 的官方 Helm Chart。这能极大地简化多节点集群的部署过程。Helm Chart 可以帮您定义有状态副本集(StatefulSet)、服务(Service)、配置映射(ConfigMap)等。
    3. 配置存储 :在 Kubernetes 中配置 Persistent Volumes (PV)Persistent Volume Claims (PVC) 。可以利用 Azure Disk (用于低延迟)或 Azure Files(用于共享访问)。
    4. 网络与服务发现:配置 Kubernetes 服务,以提供稳定的网络端点,实现集群内外的通信。
    5. 配置 ZooKeeper:ClickHouse 的集群复制和分布式表依赖 ZooKeeper。您需要在 AKS 上同时部署一个 ZooKeeper 集群(同样可以使用 Helm Chart)。
  • 优缺点
    • 优点
      • 弹性伸缩:可以轻松地水平扩展 ClickHouse 节点。
      • 高可用性:Kubernetes 能够自动重启失败的容器,并结合 Azure 的可用性区域(Availability Zones)实现跨区域的高可用。
      • 声明式配置:所有基础设施和配置都通过 YAML 文件定义,易于版本控制和 GitOps 实践。
    • 缺点
      • 复杂度极高:需要同时精通 ClickHouse 和 Kubernetes。
      • 运维负担重:虽然 Kubernetes 能自动化很多任务,但集群本身的运维(升级、安全、监控)依然复杂。
      • 网络和存储配置:在 K8s 中实现最佳性能需要精细的网络和存储调优。
  • 适用场景
    • 拥有成熟 Kubernetes 运维团队的大型企业。
    • 工作负载需要动态、快速地扩缩容。
    • 已经在 AKS 上标准化了其应用部署,希望将 ClickHouse 统一纳入容器化平台进行管理。

总结与选型建议

特性/方案 ClickHouse Cloud Aiven for ClickHouse Tinybird Azure VM AKS
管理复杂度 极低(全托管) 极低(全托管) 极低(平台即服务) (完全自行管理) 非常高(管理 K8s 和 ClickHouse)
控制权与灵活性 中等 中等 较低(API驱动) 最高
成本效益 按需付费,效率高 按服务付费,透明 按API调用和数据量 仅资源成本,但人力成本高 资源+极高人力成本
高可用性与扩展性 自动、无缝 自动、无缝 自动、无缝 手动、复杂 手动、但基于K8s更灵活
核心价值主张 原生性能、Serverless 多云一致性、生态集成 实时 API 构建 完全控制、成本(仅资源) 云原生、弹性、统一平台
理想用户 大多数企业,追求性能与易用 多云企业,Aiven 生态用户 需要快速构建实时API的开发者 小型团队、有特殊定制需求 拥有强大 K8s 团队的大型企业

最终决策建议:

  1. 首选托管服务 :对于绝大多数情况,从 ClickHouse CloudAiven 开始是明智之举。它们能显著降低入门门槛和长期运维风险,让团队更快地从数据中获取价值。如果您的主要场景是构建实时 API,请直接评估 Tinybird
  2. 谨慎选择自行部署 :只有当您有明确的、托管服务无法满足的需求时(如特定的内核修改、极端的定制化配置,或已有成熟的 K8s 平台),才应考虑自行部署。从 Azure VM 开始原型设计,但为生产环境规划时,AKS 是更面向未来的、可扩展的架构,前提是您能承担其复杂性。
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