Описание проекта

проект представляет собой распределённую систему для парсинга веб-страниц, включающую несколько компонентов: координатор, воркеры, и база данных Apache Cassandra. Каждый из компонентов контейнеризован с использованием Docker, а для оркестрации контейнеров применяется Kubernetes. Давайте рассмотрим работу вашего проекта поэтапно:

1. Запуск Проекта Docker Compose или Kubernetes: Проект может быть развернут локально с помощью Docker Compose или в Kubernetes-кластере для продакшн-окружения. С помощью Docker Compose создаются контейнеры для координатора, воркеров и базы данных Apache Cassandra. С помощью Kubernetes развертываются и управляются эти контейнеры, обеспечивая отказоустойчивость и масштабируемость.
2. Развёртывание Координатора Координатор — это центральный компонент, который управляет процессом парсинга и распределяет задачи между воркерами. После запуска координатор ожидает получения задания (например, списка URL-адресов). Координатор развертывается с помощью Deployment в Kubernetes и предоставляет API для получения списка URL-адресов, которые нужно обработать.
3. Развёртывание Воркеров Воркеры — это компоненты, которые непосредственно занимаются загрузкой и парсингом страниц. Координатор распределяет URL-адреса между воркерами, чтобы оптимизировать выполнение задач. Воркеры загружаются в виде отдельных контейнеров и автоматически масштабируются в Kubernetes. Каждый воркер получает URL-адрес от координатора и начинает обрабатывать страницу.
4. Загрузка Веб-Страницы (Воркеры) После получения задания воркер использует библиотеку libcurl для загрузки веб-страницы. Воркеры параллельно загружают веб-страницы, что позволяет оптимизировать использование ресурсов и повысить общую производительность.
5. Парсинг HTML-Контента (Воркеры) После загрузки страницы воркер использует libxml2 для парсинга HTML-контента. В частности, ищутся ссылки (), и извлекаются их значения атрибута href. Эта информация может быть полезна для дальнейшего анализа или для выполнения следующего уровня парсинга.
6. Сохранение Результатов в Базу Данных Apache Cassandra После успешного парсинга ссылки сохраняются в базе данных Apache Cassandra. Cassandra была выбрана из-за её способности обрабатывать большие объемы данных, обеспечивать отказоустойчивость и горизонтально масштабироваться. Воркеры отправляют результаты (например, извлеченные ссылки или другие данные) в Cassandra для последующего хранения и анализа.
7. Координация и Управление Нагрузкой Координатор управляет распределением заданий между воркерами. Если нужно обработать большое количество URL-адресов, координатор распределяет их между несколькими воркерами для параллельного выполнения. Координатор также может контролировать статус выполнения заданий и при необходимости повторно назначать задания, если воркер не справился.
8. Масштабирование и Отказоустойчивость Kubernetes обеспечивает отказоустойчивость, автоматически перезапуская воркеры или координатора, если они завершились с ошибкой. При увеличении нагрузки (например, необходимости обработки большого количества URL) Kubernetes может автоматически масштабировать количество воркеров. StatefulSet используется для развертывания Cassandra, что позволяет каждому узлу базы данных сохранять своё состояние и обеспечивать надёжное хранение данных.
9. Мониторинг и Логи Логи каждого компонента собираются и могут быть использованы для мониторинга работы системы. Координатор логирует получение и распределение заданий, а также статус выполнения каждого из воркеров. Воркеры логируют URL, которые они обрабатывают, и время, затраченное на загрузку и парсинг страницы. Заключение Ваш проект выполняет следующие этапы по порядку:

Развёртывание компонентов проекта в контейнерах с использованием Docker или Kubernetes. Запуск координатора для управления задачами. Развёртывание воркеров, которые получают задания от координатора. Загрузка веб-страниц с помощью libcurl и парсинг HTML с использованием libxml2. Сохранение извлеченных данных (например, ссылок) в базе данных Apache Cassandra. Координация распределения нагрузки и управление задачами через координатор. Масштабирование системы с помощью Kubernetes для обеспечения отказоустойчивости и повышения производительности. Эта распределённая система помогает эффективно обрабатывать большие объёмы данных, позволяя использовать несколько воркеров для параллельного выполнения заданий, что значительно ускоряет процесс парсинга и анализа.

Архитектура Проект

/distributed_parser_project │ ├── /proto_files │ └── task.proto # Файл .proto с определением gRPC-сервисов и сообщений │ ├── /generated │ ├── task.pb.cc # Сгенерированный protobuf файл для C++ │ ├── task.pb.h │ ├── task.grpc.pb.cc # Сгенерированный файл gRPC для C++ │ └── task.grpc.pb.h │ ├── /coordinator │ ├── coordinator.cpp # Реализация gRPC координатора │ ├── coordinator.h # Заголовочный файл для координатора │ ├── main.cpp # Точка входа в приложение координатора │ ├── Dockerfile # Dockerfile для контейнеризации координатора │ └── Makefile # Makefile для сборки координатора │ ├── /worker │ ├── worker.cpp # Реализация gRPC воркера │ ├── worker.h # Заголовочный файл для воркера │ ├── html_parser.cpp # Функции для парсинга HTML с использованием libxml2 │ ├── html_parser.h # Заголовочный файл для функций парсинга HTML │ ├── page_fetcher.cpp # Функции для загрузки страниц с использованием libcurl │ ├── page_fetcher.h # Заголовочный файл для загрузчика страниц │ ├── main.cpp # Точка входа в приложение воркера │ ├── Dockerfile # Dockerfile для контейнеризации воркера │ └── Makefile # Makefile для сборки воркера │ ├── /cassandra │ ├── cassandra-config.yaml # Конфигурационный файл для настройки Cassandra │ ├── Dockerfile # Dockerfile для создания контейнера Cassandra (при необходимости кастомизации) │ ├── /kubernetes │ ├── coordinator-deployment.yaml # Kubernetes Deployment для координатора │ ├── worker-deployment.yaml # Kubernetes Deployment для воркеров │ ├── cassandra-statefulset.yaml # Kubernetes StatefulSet для Cassandra │ ├── coordinator-service.yaml # Сервис для координатора (LoadBalancer/ClusterIP) │ ├── worker-service.yaml # Сервис для воркеров │ └── cassandra-service.yaml # Сервис для Cassandra (Headless для кластера) │ ├── /include │ ├── task.pb.h # Сгенерированный protobuf заголовочный файл (копия из /generated для удобства) │ ├── task.grpc.pb.h # Сгенерированный заголовочный файл для gRPC (копия из /generated для удобства) │ └── common.h # Общие объявления и утилиты, используемые в координаторе и воркере │ ├── /scripts │ ├── build_all.sh # Скрипт для сборки всех компонентов проекта │ ├── run_coordinator.sh # Скрипт для запуска координатора │ ├── run_worker.sh # Скрипт для запуска воркера │ ├── generate_protos.sh # Скрипт для генерации protobuf и gRPC файлов │ └── deploy_kubernetes.sh # Скрипт для развертывания всех компонентов в Kubernetes │ ├── /libs │ ├── libgrpc++ # Внешние зависимости: библиотеки gRPC, если не установлены глобально │ ├── libprotobuf # Внешние зависимости: библиотеки protobuf │ ├── libxml2 # Внешние зависимости: библиотеки libxml2 │ └── libcurl # Внешние зависимости: библиотеки libcurl │ ├── /build │ └── ... # Директория для скомпилированных бинарных файлов │ ├── .gitignore # Файл для исключения временных и скомпилированных файлов из репозитория ├── README.md # Документация проекта └── LICENSE # Лицензия проекта

Описание Папок и Их Назначение /proto_files:

Содержит файл task.proto с определением gRPC-сервисов и сообщений. Все изменения в интерфейсах должны быть внесены в этом файле. /generated:

Содержит автоматически сгенерированные файлы protobuf и gRPC (task.pb.cc, task.pb.h, task.grpc.pb.cc, task.grpc.pb.h). Эти файлы генерируются с помощью protoc и нужны для реализации как координатора, так и воркеров. /coordinator:

Содержит реализацию координатора. Здесь находится coordinator.cpp с основной логикой работы gRPC-сервера, а также main.cpp, который запускает сервер координатора. Makefile используется для сборки проекта. /worker:

Содержит реализацию воркера. Файлы worker.cpp, html_parser.cpp, и page_fetcher.cpp отвечают за реализацию gRPC-клиента, парсинг HTML с использованием libxml2, и загрузку страниц с использованием libcurl. Makefile для сборки проекта воркера также присутствует здесь. /include:

Содержит заголовочные файлы, как общие, так и сгенерированные. Это упрощает организацию проекта, так как позволяет легко подключать заголовочные файлы и использовать их в различных модулях. /scripts:

Содержит скрипты для автоматизации задач, таких как генерация protobuf файлов (generate_protos.sh), сборка всех компонентов (build_all.sh), и запуск координатора и воркеров. /libs:

Содержит внешние зависимости проекта. Если библиотеки gRPC, protobuf, libxml2, и libcurl не установлены глобально, они могут быть добавлены сюда. /build:

Директория для скомпилированных бинарных файлов координатора и воркеров. Это помогает поддерживать корень проекта чистым.