在傳統(tǒng)的Apache Hadoop集群系統(tǒng)中，計(jì)算和存儲(chǔ)資源是緊密耦合的，HDFS為大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來(lái)便利的同時(shí)，也面臨著一些挑戰(zhàn)：

當(dāng)存儲(chǔ)空間或計(jì)算資源不足時(shí)，只能同時(shí)對(duì)兩者進(jìn)行擴(kuò)容。假設(shè)用戶對(duì)存儲(chǔ)資源的需求遠(yuǎn)大于對(duì)計(jì)算資源的需求，那么同時(shí)擴(kuò)容計(jì)算和存儲(chǔ)后，新擴(kuò)容的計(jì)算資源就被浪費(fèi)了，反之，存儲(chǔ)資源被浪費(fèi)。

這導(dǎo)致擴(kuò)容的經(jīng)濟(jì)效率較低，額外增加成本。而獨(dú)立擴(kuò)展的計(jì)算和存儲(chǔ)則更加靈活，同時(shí)可顯著降低成本。

現(xiàn)在Hadoop采用存算分離的架構(gòu)的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。

XSKY HDFS Client是為XEOS存儲(chǔ)集群和Hadoop計(jì)算集群量身打造的連接器。通過(guò)XSKY HDFS Client，Hadoop應(yīng)用可以訪問(wèn)存儲(chǔ)在XEOS中的所有數(shù)據(jù)。

但是，在引入XEOS存儲(chǔ)后，會(huì)出現(xiàn)原有HDFS與XEOS共存的情況，如何將兩套存儲(chǔ)集群都利用起來(lái)是需要解決的問(wèn)題。

01數(shù)據(jù)跨集群拷貝

一般情況下，計(jì)算應(yīng)用需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，如果保存在不同的集群中，那么應(yīng)該將其中一個(gè)集群的數(shù)據(jù)拷貝到另一個(gè)集群上。一般情況下使用Hadoop自帶的DistCp工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行跨集群的拷貝。

這種方式雖然在一定程度上可以解決數(shù)據(jù)合并的問(wèn)題，但如果數(shù)據(jù)量比較大，并且機(jī)房帶寬有限制的情況下，可能拷貝數(shù)據(jù)的時(shí)間會(huì)非常長(zhǎng)。還有一個(gè)就是在拷貝過(guò)程中原始數(shù)據(jù)發(fā)生改動(dòng)，就還需要考慮增量同步的問(wèn)題。

02聯(lián)邦HDFS和ViewFS

在Hadoop 2.x發(fā)行版中引入了聯(lián)邦HDFS功能，期望可以解決NameNode的內(nèi)存問(wèn)題。聯(lián)邦HDFS允許系統(tǒng)通過(guò)添加多個(gè)NameNode來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，其中每個(gè)NameNode管理文件系統(tǒng)命名空間中的一部分。

但是，在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)管理員需要維護(hù)多個(gè)NameNodes(所有NameNode都需要高可用)和負(fù)載均衡服務(wù)，這又增加了管理成本。所以HDFS的聯(lián)邦方案并沒(méi)有被生產(chǎn)環(huán)境所采用。

在提供聯(lián)邦HDFS方案同時(shí)，Hadoop 2.x還提供了ViewFS，用來(lái)管理所有多個(gè)命名空間視圖。

雖然聯(lián)邦HDFS方案并沒(méi)有被大規(guī)模應(yīng)用，但ViewFS卻可以用來(lái)解決XEOS與HDFS共存問(wèn)題。

03ViewFS的實(shí)現(xiàn)

ViewFS全稱是ViewFileSystem，它不是一個(gè)新的文件系統(tǒng)，只是邏輯上的一個(gè)視圖文件系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的Hadoop FileSystem接口。但是，真實(shí)的請(qǐng)求處理還是在各自真實(shí)的存儲(chǔ)集群上。

ViewFS會(huì)維護(hù)一個(gè)mount-table，主要是viewfs的邏輯目錄與實(shí)際底層存儲(chǔ)的映射關(guān)系。在接收到應(yīng)用的調(diào)用時(shí)，ViewFS會(huì)解析用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求，并通過(guò)mount-table找到對(duì)應(yīng)的底層存儲(chǔ)目錄，轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的請(qǐng)求到底層存儲(chǔ)。

ViewFS會(huì)把所有應(yīng)用層的FileSystem調(diào)用透?jìng)鞯降讓诱鎸?shí)文件系統(tǒng)中。由于ViewFs實(shí)現(xiàn)了Hadoop文件系統(tǒng)接口，因此使用它透明地運(yùn)行Hadoop工具。例如，所有shell命令都可以與HDFS和本地文件系統(tǒng)一起使用ViewFS。

在集群的core-site配置中，fs.defaultFS被設(shè)置為ViewFS的root目錄，也就是指定的mount-table。

掛載表的掛載點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)Hadoop配置文件中指定。ViewFS的所有mount-table配置條目均以“fs.viewfs.mounttable”為前綴，使用“link“標(biāo)記指定鏈接其他文件系統(tǒng)的mount點(diǎn)。建議使用與“link”文件系統(tǒng)目標(biāo)位置相同的mount點(diǎn)名稱。對(duì)于未在安裝表中配置的所有名稱空間，我們可以通過(guò)linkFallback將它們回退到默認(rèn)文件系統(tǒng)。

在集群的配置中增加ViewFS的mount-table配置，示例如下：

Hadoop系統(tǒng)將在Hadoop配置文件中查找名稱為 “ClusterX” 的mount-table。將所有g(shù)ateway和server配置包含“ClusterX”，如上示例。

04ViewFS的應(yīng)用場(chǎng)景

ViewFS可以在如下場(chǎng)景中使用：

非結(jié)構(gòu)化的原始數(shù)據(jù)可以通過(guò)DistCp等工具直接存儲(chǔ)在XEOS上，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和應(yīng)用買(mǎi)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)ETL以Hive的外部表方式存儲(chǔ)到XEOS中。HBase和Hive繼續(xù)在原有的HDFS上面運(yùn)行，也就是HBase表數(shù)據(jù)和Hive內(nèi)部表數(shù)據(jù)仍然通過(guò)HDFS來(lái)存儲(chǔ)。

這樣的好處是海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，甚至是海量小文件都可以用XEOS來(lái)承載，減輕HBase的壓力，同時(shí)Hive新增數(shù)據(jù)全部通過(guò)XEOS來(lái)存儲(chǔ)，后續(xù)擴(kuò)容容量?jī)H擴(kuò)展XEOS存儲(chǔ)集群即可。

05XEOS配置ViewFS

大數(shù)據(jù)平臺(tái)基于CDH 6.3.2。HDFS core-site.xml 增加如下配置：

Hadoop FS命令行：

執(zhí)行wordcount測(cè)試結(jié)果如下：

06小結(jié)

XSKY通過(guò)ViewFS的方式，在不改變用戶使用習(xí)慣的前提下，將原有HDFS數(shù)據(jù)與新增XEOS數(shù)據(jù)打通，解決了原有HDFS集群與新XEOS集群的共存問(wèn)題。原有的HDFS數(shù)據(jù)可以繼續(xù)使用，而XEOS可以用于承載新生成的數(shù)據(jù)。

這種方式不僅可以充分利用舊有設(shè)備，達(dá)到節(jié)約成本的目的。同時(shí)，能夠借助XEOS橫向擴(kuò)展能力，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單獨(dú)擴(kuò)容。

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