Grafana Mimir query-frontend

Query-frontend 是一个无状态组件，提供与 querier 相同的 API，可用于加速读取路径。虽然 query-frontend 不是必需的，但我们建议您部署它。部署 query-frontend 后，您应该向 query-frontend 发送查询请求，而不是直接发送给 querier。在集群内部，querier 是必需的，用于执行查询。

Query-frontend 内部维护一个查询队列。在这种情况下，querier 作为工作节点从队列中拉取任务，执行任务，并将结果返回给 query-frontend 进行聚合。要连接 querier 和 query-frontend，请通过 -querier.frontend-address 标志配置 querier 的 query-frontend 地址。

为了高可用性，我们建议至少运行两个 query-frontend 副本。

以下步骤描述了查询如何通过 query-frontend。

注意
此场景未部署 query-scheduler。

一个 query-frontend 接收到查询。
如果查询是范围查询，query-frontend 会按时间进行拆分为多个可以并行执行的更小查询。
Query-frontend 检查结果缓存。如果查询结果在缓存中，query-frontend 会返回缓存结果。如果不在，查询执行将按照以下步骤继续。
如果启用了查询分片，query-frontend 会尝试对查询进行分片，以进一步并行化。
Query-frontend 将查询（如果初始查询被拆分或分片，则为多个查询）放入内存队列中，等待 querier 提取。
Querier 从队列中提取查询并执行。如果查询被拆分或分片为多个子查询，不同的 querier 可以提取其中任意一个查询。
Querier 或多个 querier 将结果返回给 query-frontend，query-frontend 随后聚合结果并转发给客户端。

功能

本节介绍 query-frontend 的功能。

排队

Query-frontend 使用排队机制来

确保如果查询失败，可能会导致 querier 出现内存不足 (OOM) 错误的大型查询会重试。这使得管理员可以为查询分配较少的内存，或者并行运行更多小型查询，从而有助于降低总拥有成本。
通过使用先进先出队列在所有 querier 之间分配查询，防止单个 querier 接收多个大型请求。
通过公平地调度租户之间的查询，防止单个租户对其他租户造成拒绝服务。

拆分

Query-frontend 可以将长时间范围查询拆分为多个查询。默认情况下，拆分间隔为 24 小时。Query-frontend 在下游 querier 中并行执行这些查询，并将结果合并在一起。拆分可以防止大型多天或多月查询导致 querier 出现内存不足错误，并加速查询执行。

缓存

Query-frontend 会缓存查询结果，并在后续查询中重用。如果缓存结果不完整，query-frontend 会计算所需的局部查询并在下游 querier 中并行执行。Query-frontend 可选地将查询与其步长参数对齐，以提高查询结果的可缓存性。结果缓存由 Memcached 提供支持。

尽管将步长参数与查询时间范围对齐可以提高 Grafana Mimir 的性能，但这违反了 Grafana Mimir 的 PromQL 一致性。如果 PromQL 一致性对您来说不是优先事项，您可以通过设置 -query-frontend.align-queries-with-step=true 来启用步长对齐。

关于查询分片

Query-frontend 还提供查询分片。

Query-frontend 可扩展性受限的原因

Query-frontend 的可扩展性受限于每个 querier 配置的工作节点数量。

当您不使用 query-scheduler 时，query-frontend 会存储一个待执行查询队列。一个 querier 运行 -querier.max-concurrent 个工作节点，每个工作节点连接到一个 query-frontend 副本以拉取待执行的查询。一个 querier 工作节点一次执行一个查询。

querier 工作节点与 query-frontend 之间的连接是持久的。连接建立后，多个查询通过该连接逐个发送。为了平衡连接到每个 query-frontend 的工作节点数量，querier 工作节点使用轮询方法选择要连接的 query-frontend 副本。

如果您运行的 query-frontend 副本数量多于每个 querier 的工作节点数量，querier 会增加内部工作节点的数量以匹配 query-frontend 副本。这确保了所有 query-frontend 都有一些工作节点连接，但也引入了可扩展性限制，因为您运行的 query-frontend 副本越多，每个 querier 运行的工作节点数量就越多，而与配置的 -querier.max-concurrent 无关。

Query-scheduler 是一个可选组件，您可以部署它来克服 query-frontend 的可扩展性限制。

DNS 配置和就绪性

当 query-frontend 启动时，它不会立即连接到 querier。/ready 端点仅当 query-frontend 至少连接到一个 querier 时才返回 HTTP 200 状态码，此时它才准备好服务查询。将 /ready 端点配置为负载均衡器中的健康检查；否则，query-frontend 扩容事件可能会导致查询失败或高延迟，直到 querier 连接到 query-frontend。

如果您将 query-frontend 与 query-scheduler 一起使用，/ready 端点仅在 query-frontend 连接到至少一个 query-scheduler 后才会报告 HTTP 200 状态码。