HDFS高可用性方案PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,#,HDFS,高可用性方案,大数据高可用性方案,:,一。副本技术方案：主要介绍,HDFS,。,二。纠错码技术方案：主要介绍,HDFS-RAID,。,1.,集群高可用方法一：,副本技术,主要代表方案：,GFS/HDFS,、,Glusterfs,复制卷和,RAID1,。,Glusterfs,复制卷方法如下图所示：,1.1,副本技术的功能,副本（,Replication,）就是对原始数据的完全拷贝。,功能：,（,1,）通过冗余的文件数据，可以十分有效地提高文件的可用性；,（,2,）副本还可以选择性地放在合适的存储节点上，通过路由协议配合，可以实现数据的就近访问，提高系统性能。,2.,集群高可用方法二：,纠错码技术,主要代表方案：,HDFS-RAID,、,AZURE,、,QFS,、,ISILON,等。我们将,以,HDFS-RAID,为主来说明。,2.1 HDFS-RAID,总体架构,HDFS RAID,的实现不再,HDFS,上直接修改，而是在,HDFS,之上增加了一个包,contrib,。,2.1 HDFS-RAID,基本功能,1 Raid,数据的管理,DRFS,的管理包括,DFS,中哪些文件需要进行,raid,化，查询,raid,文件状态等，由,RaidShell,通过,RPC,与集群中的,RaidNode,通信，完成操作。,2 Raid,数据读写,DRFS,包装了,DFS,的读（只是读）请求，当发生,block,丢失或损坏，,DRFS,会捕获异常，并向,RaidNode,发送,RPC,对失效的数据进行恢复。,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,1,）,HDFS-RAID,中包括,RaidNode,、,NameNode,和,JobTracker,三个主节点。,数据,raid,化有两种：,1.,通过,raidFile,命令触发；,2.,周期扫描,policy,配置，根据新的配置信息进行相应的,raid,化。,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,2,）,raidFile,命令处理流程：,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,3,）,流程说明：,1.,检查,delay,时间，到时间方执行；,2.,参数处理，包括,path,路径校验，,codec,设置等；,3.,查询,path,路径状态，分为,local,（本地）和,dist,（远程）两种模式；,4.,根据参数构造一个新的,raid-policy,，等待,TiggerMonitor,线程下次处理该,policy,。,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,4,）,新,policy,处理流程：,RaidNode,上有一个守护线程,riggerMonitor,周期性地从,configManager,中获取,policy,列表，对每个,policy,进行如下处理：,1.,如未执行过，立即处理；如已处理，过滤其,path,中尚未处理的,file,；,2.,如果是,local,模式，对列表中的,file,执行,RaidNode.doRaid(),；,3.,如果是,dist,模式，构建一个,raid job,，就是一个待,raid,文件,path,构成的,sequence,文件，,RaidNode.doRaid(),对该文件中的,file path,进行,raid,。,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,5,）,RaidNode.doRaid(),的主要流程如下：,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,6,）,流程说明：,1.,获取文件,block,和,delay,信息，如果,block,数,2,时则进入步骤,3,；,3.,检查相应的,parity,文件是否存在，如存在，检查,parity,文件的更新时间是否与源文件一致，如是，则认为该源文件已经,raid,且是最新，不进行,raid,。,4.,如果,parity,文件不存在或不是最新，则生成,parity,文件，生成方法说明如后，并设置,parity,文件的更新时间与源文件一致。,5.,检查,policy,文件的最终状态，是否与源文件一致。通过则,raid,完成。,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,7,）,生成,parity,文件的,Encoder,过程：,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,8,）,Encoder,流程说明：,1.,由于编码过程会比较长，所以先生成,p,文件；,2.,构建,p,文件,path,；,3.,通过,Erasued Code,（主要有,XOR,算法和,RS,算法）来编码到,p,文件；,4.,删除原有的,parity,文件；,5.,将,p,文件重命名为,parity,文件；,6.,删除,p,文件。,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,9,）,发现错误时,Decoder,修复过程：,2.1 HDFS-RAID,工作原理（,10,）,修复流程说明：,1.,根据文件中出错的位置，计算出错的,block,，该,block,所在的,stripe,，以及在,stripe,中的位置，计算,parity,文件相应,block,的位置,2.,读取源,block,数据和,parity,数据，读取方式与编码时类似；,3.,通过,Erasured Code,将源,block,和,parity,数据的进行解码，生成丢失的,block,数据。,2.2 HDFS,小结,集群存储系统中，采用纠删码可以提供比副本机制更高的可靠性，并且所需的存储空间开销更小。纠删码能提供很高的容错性和很低的空间复杂度，但编码方式较复杂，需要大量计算，性能稍差。,1,2,3,4,