6W+ 字记录实验全过程 | 探索 Alluxio 经济化数据存储策略
作者：Alluxio
- 2022 年 7 月 20 日
本文字数：19851 字
阅读完需：约 65 分钟
探索背景
随着大数据应用的不断发展，数据仓库、数据湖的大数据实践层出不穷；无论是电信、金融、政府，各个行业的大数据热潮蓬勃发展。在过去的 4-5 年中，我们不断看到企业用户大数据膨胀问题日益加剧，大数据创新下数据存储成本呈现线性增长，使得企业对于大数据的应用开始变得谨慎、变向放缓了企业内部数据化转型的速度。
核心的挑战：如何更加经济地构建数据湖存储体系。
大数据存储引擎从 2006 年发布以来，百花齐放，计算侧 MapReduce、Spark、Hive、Impala、Presto、Storm、Flink 的问世不断突破应用领域，不过在大数据存储方面反而显得慎重与沉稳。在过去十多年，在 Apache Hadoop 生态被广泛提及的主要还是 HDFS 与 Ozone。
HDFS
Hadoop HDFS 是一种分布式文件系统，旨在在商用硬件上运行以提高其普适性。它与现有的分布式文件系统有很多相似之处。但是，HDFS 的特点也是鲜明的：具备高度容错性、旨在部署在低成本硬件、允许水平扩缩容。HDFS 提供对应用程序数据访问的高吞吐量，适用于需要处理海量数据集的应用服务。
Ozone
Apache Ozone 是一种高度可扩展的分布式存储，适用于分析、大数据和云原生应用程序。Ozone 支持 S3 兼容对象 API 以及 Hadoop 兼容文件系统协议。它针对高效的对象存储和文件系统操作进行了优化。
经济化数据存储策略，主要体现在两个关键特性上，只要实现了，其他的增强都会如虎添翼：
使用最合适的存储系统存储对应的数据分块；
数据存储策略对上层应用的侵入性越低越好；
比如 HDFS 典型场景下使用 3 副本的策略，一方面是确保数据块的高可用性，同时多个副本也可以更好地保障数据局部性的要求，提高数据访问的吞吐量；为了更好地提供数据服务，硬件环境也会选用相对更好的磁盘；对于早期的大数据实践而言，标准统一的软硬件选择可以提高对新技术栈的推动，但是随着数据的不断积累，很多数据的访问频率呈现指数级下降，尤其是针对合规检查的冷数据，不仅仅占据了生产集群的大量空间，可能一年到头都没有被访问过一次。这是对资源的极大浪费。
大数据发展的现阶段，精细化数据存储被提上了议程。需要一种分层的存储体系，在维系现有计算性能的同时，将温、冷数据实现对上层应用透明的自主迁移，控制数据存储与维护的成本。
关键特性验证
通过这篇文章，我们希望可以对经济化数据存储策略做一个初步探索，首先我们将先前提到的两个关键特性具象化，然后通过几组实验对技术可行性进行一个讨论。
关键特性一：使用一套存储系统作为热数据系统；使用另一套存储系统作为冷数据系统；
关键特性二：统一命名空间同时兼容多套存储系统，通过统一命名空间对上层应用提供数据访问服务；
技术选择：
计算引擎: Hive (大部分企业用户使用 SQL 引擎作为数据开发工具)
存储引擎: HDFS/Ozone (业界常用的 Apache 生态存储)
数据编排引擎: Alluxio (第三方开源组件，兼容大部分 Apache 生态组件)
Hive
Apache Hive ™ 数据仓库软件有助于使用 SQL 读取、写入和管理驻留在分布式存储中的大型数据集。结构可以投影到已经存储的数据上。提供了一个命令行工具和 JDBC 驱动程序允许用户连接到 Hive。
关于 Alluxio
“Alluxio 数据编排系统”是全球首个分布式超大规模数据编排系统，孵化于加州大学伯克利分校 AMP 实验室。自项目开源以来，已有超过来自 300 多个组织机构的 1200 多位贡献者参与开发。Alluxio 能够在跨集群、跨区域、跨国家的任何云中将数据更紧密地编排到接近数据分析和 AI/ML 应用程序的集群中，从而向上层应用提供内存级别的数据访问速度。
作为大数据生态系统中的存储与计算分离技术标准，在阿里云、腾讯云、华为云、金山云等国内顶级云厂商服务中得到生产检验，是建设企业私有云的基石和核心技术。2021 年成立后，先后荣登“中关村国际前沿科技创新大赛大数据与云计算领域 TOP10”、“2021 投资界数字科技 VENTURE50”、“科创中国”开源创新榜等多项榜单。
技术可行性研究，我们分两个阶段进行：
阶段一：使用同一类型的存储系统 HDFS，实现不同 HDFS 系统之间的冷热分层【模拟场景：使用新的 HDFS3.0 EC 或者用磁盘密集型的机器专门搭建冷数据 HDFS】
阶段二：使用不同类型的存储系统，使用 HDFS 作为热数据存储系统；使用 Ozone 作为冷数据存储系统 【模拟场景：HDFS 负责热数据/Ozone 负责冷数据】
验证步骤
部署架构
软件版本：
计算引擎：Hive 2.3.9
存储引擎：Hadoop 2.10.1，Ozone 1.2.1，Alluxio 2.8
所有组件均为单机模式部署集群规划：
实验一：基于 Alluxio 实现跨 HDFS 的透明数据冷热分层
Step 1: 在 Hive 中创建库、分区表，默认数据存储在 HDFS_1 上
create database test location "/user/hive/test.db";create external table test.test_part(value string) partitioned by (dt string);
#创建库
hive> create database test location '/user/hive/test.db';
OK
Time taken: 1.697 seconds
hive>
#创建表
hive> create external table test.test_part(value string) partitioned by (dt string);
OK
Time taken: 0.607 seconds
hive>
Step 2: Alluxio Union URI 实现跨 HDFS 集群统一命名空间集成
alluxio fs mount--option alluxio-union.hdfs1.uri=hdfs://namenode_1:8020/user/hive/test.db/test_part--option alluxio-union.hdfs2.uri=hdfs://namenode_2:8020/user/hive/test.db/test_part--option alluxio-union.priority.read=hdfs1,hdfs2--option alluxio-union.collection.create=hdfs1/user/hive/test.db/test_part union://test_part/复制代码
#以 Alluxio Union URI 方式挂载测试目录
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs mkdir /user/hive/test.dbSuccessfully created directory /user/hive/test.db[root@ip-172-31-17-3 conf]# alluxio fs mount \--option alluxio-union.hdfs1.uri=hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part \--option alluxio-union.hdfs2.uri=hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part \--option alluxio-union.priority.read=hdfs1,hdfs2 \--option alluxio-union.collection.create=hdfs1 \/user/hive/test.db/test_part union://test_part/Mounted union://test_part/ at /user/hive/test.db/test_part[root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
Step 3: 修改 Hive 表路径为 Union URI 路径，屏蔽跨异构存储的技术细节
alter table test.test_part set location "alluxio://alluxio:19998/user/hive/test.db/test_part";复制代码
#修改 Hive 表格对应的路径
hive> alter table test.test_part set location "alluxio://ip-172-31-17-3.us-west-2.compute.internal:19998/user/hive/test.db/test_part";OKTime taken: 0.143 secondshive>复制代码
Step 4: 模拟数据
mkdir dt\=2022-06-0{1..6}echo 1abc > dt\=2022-06-01/000000_0echo 2def > dt\=2022-06-02/000000_0echo 3ghi > dt\=2022-06-03/000000_0echo 4jkl > dt\=2022-06-04/000000_0echo 5mno > dt\=2022-06-05/000000_0echo 6pqr > dt\=2022-06-06/000000_0hdfs dfs -put dt\=2022-06-0{1..3} hdfs://namenode_1:8020/user/hive/test.db/test_parthdfs dfs -put dt\=2022-06-0{4..6} hdfs://namenode_2:8020/user/hive/test.db/test_part 复制代码
[root@ip-172-31-17-3 ~]# mkdir dt=2022-06-0{1..6}[root@ip-172-31-17-3 ~]# echo 1abc > dt=2022-06-01/000000_0[root@ip-172-31-17-3 ~]# echo 2def > dt=2022-06-02/000000_0[root@ip-172-31-17-3 ~]# echo 3ghi > dt=2022-06-03/000000_0[root@ip-172-31-17-3 ~]# echo 4jkl > dt=2022-06-04/000000_0[root@ip-172-31-17-3 ~]# echo 5mno > dt=2022-06-05/000000_0[root@ip-172-31-17-3 ~]# echo 6pqr > dt=2022-06-06/000000_0复制代码
#将模拟数据分别存入 hdfs1、hdfs2
[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -put dt=2022-06-0{1..3} hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -mkdir -p hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -put dt=2022-06-0{4..6} hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part复制代码
#查询 hdfs1 和 hdfs2，确认数据存入完成
[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -ls hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_partFound 3 itemsdrwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:09 hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-01drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:09 hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-02drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:09 hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-03[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -ls hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_partFound 3 itemsdrwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:10 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-04drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:10 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-05drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:10 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-06复制代码
#通过查询 alluxio Union URI 再次确认数据存入 hdfs1 和 hdfs2，以及 Union URI 跨存储关联生效
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs ls /user/hive/test.db/test_partdrwxr-xr-x root hdfsadmingroup 1 PERSISTED 07-13-2022 08:09:19:243 DIR /user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-02drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 1 PERSISTED 07-13-2022 08:09:19:219 DIR /user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-01drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 1 PERSISTED 07-13-2022 08:10:49:740 DIR /user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-06drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 1 PERSISTED 07-13-2022 08:10:49:721 DIR /user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-05drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 1 PERSISTED 07-13-2022 08:10:49:698 DIR /user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-04drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 1 PERSISTED 07-13-2022 08:09:19:263 DIR /user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-03[root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
Step 5: 刷新 Hive 表元数据
MSCK REPAIR TABLE test.test_part;复制代码
hive> MSCK REPAIR TABLE test.test_part;OKPartitions not in metastore: test_part:dt=2022-06-01 test_part:dt=2022-06-02 test_part:dt=2022-06-03 test_part:dt=2022-06-04 test_part:dt=2022-06-05 test_part:dt=2022-06-06Repair: Added partition to metastore test.test_part:dt=2022-06-01Repair: Added partition to metastore test.test_part:dt=2022-06-02Repair: Added partition to metastore test.test_part:dt=2022-06-03Repair: Added partition to metastore test.test_part:dt=2022-06-04Repair: Added partition to metastore test.test_part:dt=2022-06-05Repair: Added partition to metastore test.test_part:dt=2022-06-06Time taken: 1.677 seconds, Fetched: 7 row(s)复制代码
#通过 select 方式观察到 Hive 元数据刷新后，alluxio union URI 关联生效体现到 Hive 表中
hive> select * from test.test_part;OK1abc 2022-06-012def 2022-06-023ghi 2022-06-034jkl 2022-06-045mno 2022-06-056pqr 2022-06-06Time taken: 1.624 seconds, Fetched: 6 row(s)hive>复制代码
Step 6: 配置冷热自动分层策略
alluxio fs policy add /user/hive/test.db/test_part "ufsMigrate(olderThan(2m), UFS[hdfs1]:REMOVE, UFS[hdfs2]:STORE)"复制代码
#设置策略：冷数据（本例中按生成超过 2 分钟的数据）自动从热存储（hdfs1）迁移到冷存储（hdfs2）
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs policy add /user/hive/test.db/test_part "ufsMigrate(olderThan(2m), UFS[hdfs1]:REMOVE, UFS[hdfs2]:STORE)"Policy ufsMigrate-/user/hive/test.db/test_part is added to /user/hive/test.db/test_part. 复制代码
#通过 Alluxio 命令行查看策略设置成功与否
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs policy listid: 1657700423909name: "ufsMigrate-/user/hive/test.db/test_part"path: "/user/hive/test.db/test_part"created_at: 1657700423914scope: "RECURSIVE"condition: "olderThan(2m)"action: "DATA(UFS[hdfs1]:REMOVE, UFS[hdfs2]:STORE)"[root@ip-172-31-17-3 ~]复制代码
##策略生效后分别查看 hdfs1 和 hdfs2，可以观察到 hdfs1 里面超过 2 分钟的数据都迁移到 hdfs2 中
[root@ip-172-31-17-3 logs]# hdfs dfs -ls hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part[root@ip-172-31-17-3 logs]# hdfs dfs -ls hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_partFound 6 itemsdrwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:26 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-01drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:26 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-02drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:26 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-03drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:10 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-04drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:10 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-05drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 08:10 hdfs://ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/test.db/test_part/dt=2022-06-06[root@ip-172-31-17-3 logs]复制代码
##策略生效，冷数据自动迁移过程中和完成后查 Hive 都得到如下预期查询结果：
hive> select * from test.test_part;OK1abc 2022-06-012def 2022-06-023ghi 2022-06-034jkl 2022-06-045mno 2022-06-056pqr 2022-06-06Time taken: 0.172 seconds, Fetched: 6 row(s)hive>复制代码
最后，我们将实验一的两个步骤：（1）通过 Alluxio 的 Union URI 实现跨两个 HDFS 存储系统的 Hive 表的数据联邦，和（2）通过 Alluxio 实现跨两个 HDFS 存储系统的透明数据冷热分层，在图 1 和图 2 中分别以简化示意图的方式展示，便于更好的理解实验目标、过程和结果。
图 1：通过 Alluxio 的 Union URI 实现跨两个 HDFS 存储系统的 Hive 表的数据联邦的示意图
图 2：通过 Alluxio 实现跨两个 HDFS 存储系统的透明数据冷热分层示意图
下一组实验只是将上一组实验设定中的两个 HDFS 存储系统更改成了两个异构存储系统 HDFS（热存储）和 Ozone（冷存储），从透明冷热分层功能层面效果是相同的。
实验二：基于 Alluxio 实现跨异构存储（HDFS 和 Ozone）的透明数据冷热分层
step 1 ： hive 创建库、表
create database hdfsToOzone location '/user/hive/hdfsToOzone.db';create external table hdfsToOzone.test(value string) partitioned by (dt string);复制代码
#创建库
hive> create database hdfsToOzone location '/user/hive/hdfsToOzone.db';OKTime taken: 0.055 secondshive>#创建表hive> create external table hdfsToOzone.test(value string) partitioned by (dt string);OKTime taken: 0.1 secondshive>复制代码
step 2: Alluxio Union URI 实现跨 HDFS/Ozone 集群统一命名空间集成
alluxio fs mount--option alluxio-union.hdfs.uri=hdfs://HDFS1:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test--option alluxio-union.ozone.uri=o3fs://bucket.volume/hdfsToOzone.db/test--option alluxio-union.priority.read=hdfs,ozone--option alluxio-union.collection.create=hdfs--option alluxio.underfs.hdfs.configuration=/mnt1/ozone-1.2.1/etc/hadoop/ozone-site.xml/user/hive/hdfsToOzone.db/test union://HDFS_TO_OZONE/复制代码
#在 Ozone 中使用命令行工具创建 volume、bucket
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh volume create /v-alluxio[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh bucket create /v-alluxio/b-alluxio[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone fs -mkdir -p o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test[root@ip-172-31-19-127 ~]复制代码
##先在 Alluxio 中创建实验目录，然后以 Union URI 方式挂载目录
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs mkdir /user/hive/hdfsToOzone.dbSuccessfully created directory /user/hive/hdfsToOzone.db[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs mount \--option alluxio-union.hdfs.uri=hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test \--option alluxio-union.ozone.uri=o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test \--option alluxio-union.priority.read=hdfs,ozone \--option alluxio-union.collection.create=hdfs \--option alluxio.underfs.hdfs.configuration=/mnt1/ozone-1.2.1/etc/hadoop/ozone-site.xml \/user/hive/hdfsToOzone.db/test union://HDFS_TO_OZONE/Mounted union://HDFS_TO_OZONE/ at /user/hive/hdfsToOzone.db/test[root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
step 3: 修改 Hive 表路径为 Union URI 路径，屏蔽跨异构存储的技术细节
alter table hdfsToOzone.test set location "alluxio://alluxio:19998/user/hive/hdfsToOzone.db/test";复制代码
#修改 Hive 表格对应的路径
hive> alter table hdfsToOzone.test set location "alluxio://ip-172-31-17-3.us-west-2.compute.internal:19998/user/hive/hdfsToOzone.db/test";OKTime taken: 1.651 secondshive>复制代码
step 4: 模拟数据
ozone fs -put dt=2022-06-0{1..3} o3fs://b-alluxio.v-alluxio.ozone:9862/hdfsToOzone.db/testhdfs dfs -put dt=2022-06-0{4..6} hdfs://HDFS1:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test复制代码
#将数据存入 ozone
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone fs -put dt=2022-06-0{1..3} o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test2022-07-13 10:00:38,920 [main] INFO impl.MetricsConfig: Loaded properties from hadoop-metrics2.properties2022-07-13 10:00:38,981 [main] INFO impl.MetricsSystemImpl: Scheduled Metric snapshot period at 10 second(s).2022-07-13 10:00:38,981 [main] INFO impl.MetricsSystemImpl: XceiverClientMetrics metrics system started2022-07-13 10:00:39,198 [main] INFO metrics.MetricRegistries: Loaded MetricRegistries class org.apache.ratis.metrics.impl.MetricRegistriesImpl复制代码
#通过命令行查询 ozone，确认数据存入完成
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone fs -ls o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/testFound 3 itemsdrwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:00 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-01drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:00 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-02drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:00 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-03[root@ip-172-31-19-127 ~]复制代码
##将数据存入 hdfs1，并通过命令行查询 hdfs1，确认数据存入完成
[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -put dt=2022-06-0{4..6} hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -ls hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/testFound 3 itemsdrwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 10:06 hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-04drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 10:06 hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-05drwxr-xr-x - root hdfsadmingroup 0 2022-07-13 10:06 hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-06[root@ip-172-31-17-3 ~]复制代码
##通过 Alluxio 命令行查询，再次确认数据存入 hdfs1 和 ozone，以及 Union URI 跨存储关联生效
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs ls /user/hive/hdfsToOzone.db/testdrwxrwxrwx root root 0 PERSISTED 07-13-2022 10:00:40:670 DIR /user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-02drwxrwxrwx root root 0 PERSISTED 07-13-2022 10:00:38:691 DIR /user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-01drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 0 PERSISTED 07-13-2022 10:06:29:206 DIR /user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-06drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 0 PERSISTED 07-13-2022 10:06:29:186 DIR /user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-05drwxr-xr-x root hdfsadmingroup 0 PERSISTED 07-13-2022 10:06:29:161 DIR /user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-04drwxrwxrwx root root 0 PERSISTED 07-13-2022 10:00:40:762 DIR /user/hive/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-03[root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
step 5: 刷新 Hive 表元数据
MSCK REPAIR TABLE hdfsToOzone.test;复制代码
hive> MSCK REPAIR TABLE hdfsToOzone.test;OKPartitions not in metastore: test:dt=2022-06-01 test:dt=2022-06-02 test:dt=2022-06-03 test:dt=2022-06-04 test:dt=2022-06-05 test:dt=2022-06-06Repair: Added partition to metastore hdfsToOzone.test:dt=2022-06-01Repair: Added partition to metastore hdfsToOzone.test:dt=2022-06-02Repair: Added partition to metastore hdfsToOzone.test:dt=2022-06-03Repair: Added partition to metastore hdfsToOzone.test:dt=2022-06-04Repair: Added partition to metastore hdfsToOzone.test:dt=2022-06-05Repair: Added partition to metastore hdfsToOzone.test:dt=2022-06-06Time taken: 0.641 seconds, Fetched: 7 row(s)hive>复制代码
#通过 select 方式观察到 hive 元数据刷新后，alluxio union URI 关联生效体现到 hive 表中
hive> select * from hdfsToOzone.test ;OK1abc 2022-06-012def 2022-06-023ghi 2022-06-034jkl 2022-06-045mno 2022-06-056pqr 2022-06-06Time taken: 0.156 seconds, Fetched: 6 row(s)hive>复制代码
step 6: 配置策略
alluxio fs policy add /user/hive/hdfsToOzone.db/test" ufsMigrate(olderThan(2m), UFS[hdfs]:REMOVE, UFS[ozone]:STORE)"复制代码
#设置策略：冷数据（本例中按生成超过 2 分钟的数据）自动从热存储（hdfs1）迁移到冷存储（ozone）
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs policy add /user/hive/hdfsToOzone.db/test/ "ufsMigrate(olderThan(2m), UFS[hdfs]:REMOVE, UFS[ozone]:STORE)"Policy ufsMigrate-/user/hive/hdfsToOzone.db/test is added to /user/hive/hdfsToOzone.db/test.复制代码
#通过 Alluxio 命令行查看策略设置成功与否
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs policy listid: 1657707130843name: "ufsMigrate-/user/hive/hdfsToOzone.db/test"path: "/user/hive/hdfsToOzone.db/test"created_at: 1657707130843scope: "RECURSIVE"condition: "olderThan(2m)"action: "DATA(UFS[hdfs]:REMOVE, UFS[ozone]:STORE)"[root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
#策略生效后分别查看 hdfs1 和 ozone，可以观察到 hdfs1 里面超过 2 分钟的数据都迁移到 ozone 中
[root@ip-172-31-17-3 ~]# ozone fs -ls o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/testFound 6 itemsdrwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:00 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-01drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:00 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-02drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:00 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-03drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:21 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-04drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:21 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-05drwxrwxrwx - root root 0 2022-07-13 10:21 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/hdfsToOzone.db/test/dt=2022-06-06[root@ip-172-31-17-3 ~]# hdfs dfs -ls hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/user/hive/hdfsToOzone.db/test[root@ip-172-31-17-3 ~]复制代码
##策略生效，冷数据自动迁移过程中和完成后查 hive 都得到如下预期查询结果：
hive> select * from hdfsToOzone.test ;OK1abc 2022-06-012def 2022-06-023ghi 2022-06-034jkl 2022-06-045mno 2022-06-056pqr 2022-06-06Time taken: 0.144 seconds, Fetched: 6 row(s)hive>复制代码
实验小结
可以看出，实验二的执行过程和效果展示和实验一几乎是如出一辙，除了冷数据存储系统从 hdfs2 切换成了一个异构存储系统 Ozone。
通过实验，我们充分验证了 Alluxio 数据编排是如何成功将上层应用 (比如基于 Hive 的数仓建设) 与底层数据持久化策略 (使用 hdfs 或者 Ozone, 是否进行冷热分层等) 解耦合的。同时也体现了 Alluxio 对于异构存储系统的通用性和易用性。
最后希望这篇文章对各位如何使用 Alluxio 经济化数据存储策略有所启迪。
附录
Alluxio 集成 Hive 及 HDFS 的方式 Alluxio 配置
echo 'export ALLX_HOME=/mnt1/alluxio' >> ~/.bashrcecho 'export PATH=$PATH:$ALLX_HOME/bin' >> ~/.bashrc复制代码
alluxio.master.hostname=ip-172-31-17-3.us-west-2.compute.internal alluxio.underfs.address=hdfs://ip-172-31-30-130.us-west-2.compute.internal:8020/alluxio alluxio.worker.tieredstore.level0.dirs.path=/alluxio/ramdisk
alluxio.worker.memory.size=4Galluxio.worker.tieredstore.levels=1alluxio.worker.tieredstore.level0.alias=MEMalluxio.user.file.readtype.default=CACHEalluxio.user.file.writetype.default=ASYNC_THROUGHalluxio.security.login.impersonation.username=_HDFS_USER_alluxio.master.security.impersonation.yarn.groups=*alluxio.master.security.impersonation.hive.groups=*alluxio.user.metrics.collection.enabled=truealluxio.user.block.size.bytes.default=64MB
######## Explore ########alluxio.user.block.write.location.policy.class=alluxio.client.block.policy.DeterministicHashPolicyalluxio.user.ufs.block.read.location.policy=alluxio.client.block.policy.DeterministicHashPolicyalluxio.user.ufs.block.read.location.policy.deterministic.hash.shards=1alluxio.user.file.persist.on.rename=truealluxio.master.persistence.blacklist=.staging,_temporary,.tmpalluxio.user.file.passive.cache.enabled=false 复制代码
Hive 客户端 core-site.xml
cp /hadoop_home/etc/hadoop/core-site.xml /hive_home/conf复制代码
拷贝 jar 分别到 hadoop 和 hive home 下的 lib 子目录中
cp /<PATH_TO_ALLUXIO>/client/alluxio-enterprise-2.8.0-1.0-client.jar /hadoop_home/share/lib cp /<PATH_TO_ALLUXIO>/client/alluxio-enterprise-2.8.0-1.0-client.jar /hive_home/lib复制代码
配置 alluxio 文件系统
vim /hive_home/conf/core-site.xml <property> <name>fs.alluxio.impl</name> <value>alluxio.hadoop.FileSystem</value></property><property> <name>alluxio.master.rpc.addresses</name> <value>ip-172-31-17-3.us-west-2.compute.internal:19998</value></property> 复制代码
HDFS 授权
查看 hdfs 超级用户
vim /hadoop_home/etc/hadoop/hdfs-site.xml<property><name>dfs.permissions.superusergroup</name><value>hdfsadmingroup</value></property>复制代码
将用户 Alluxio 增加到 supergroup
groupadd hdfsadmingroupusermod -a -G hdfsadmingroup root复制代码
同步系统的权限信息到 HDFS
su - hdfs -s /bin/bash -c "hdfs dfsadmin -refreshUserToGroupsMappings"复制代码
开启 hdfs acl
vim /hadoop_home/etc/hadoop/hdfs-site.xml<property><name>dfs.permissions.enabled</name><value>true</value></property><property><name>dfs.namenode.acls.enabled</name><value>true</value></property> su - hdfs -s /bin/bash -c "hdfs dfs -setfacl -R -m user:root:rwx /"复制代码
Ozone 部署
配置文件
wget https://dlcdn.apache.org/ozone/1.2.1/ozone-1.2.1.tar.gz echo 'export OZONE_HOME=/mnt1/ozone-1.2.1' >> ~/.bashrcecho 'export PATH=$PATH:$OZONE_HOME/bin:$OZONE_HOME/sbin' >> ~/.bashrc 复制代码
##在 ozone-site.xml 中加入必要配置信息
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?><configuration><property><name>ozone.om.address</name><value>ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:9862</value></property><property><name>ozone.metadata.dirs</name><value>/mnt/ozone-1.2.1/metadata/ozone</value></property><property><name>ozone.scm.client.address</name><value>ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:9860</value></property><property><name>ozone.scm.names</name><value>ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal</value></property><property><name>ozone.scm.datanode.id.dir</name><value>/mnt/ozone-1.2.1/metadata/ozone/node</value></property><property><name>ozone.om.db.dirs</name><value>/mnt/ozone-1.2.1/metadata/ozone/omdb</value></property><property><name>ozone.scm.db.dirs</name><value>/mnt/ozone-1.2.1/metadata/ozone/scmdb</value></property><property><name>hdds.datanode.dir</name><value>/mnt/ozone-1.2.1/datanode/data</value></property><property><name>ozone.om.ratis.enable</name><value>false</value></property><property><name>ozone.om.http-address</name><value>ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:9874</value></property><property><name>ozone.s3g.domain.name</name><value>s3g.internal</value></property><property><name>ozone.replication</name><value>1</value></property></configuration> 复制代码
初始化与启动（按照顺序）
ozone scm --initozone --daemon start scmozone om --initozone --daemon start om ozone --daemon start datanodeozone --daemon start s3g 复制代码
ozone 使用操作
#创建名称为 v-alluxio 的 volume
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh volume create /v-alluxio[root@ip-172-31-19-127 ~]#复制代码
#在 v-alluxio 下创建名为 b-alluxio 的 bucket
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh bucket create /v-alluxio/b-alluxio [root@ip-172-31-19-127 ~]#复制代码
#查看 bucket 的相关信息
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh bucket info /v-alluxio/b-alluxio { "metadata" : { }, "volumeName" : "v-alluxio", "name" : "b-alluxio", "storageType" : "DISK", "versioning" : false, "usedBytes" : 30, "usedNamespace" : 6, "creationTime" : "2022-07-13T09:11:37.403Z", "modificationTime" : "2022-07-13T09:11:37.403Z", "quotaInBytes" : -1, "quotaInNamespace" : -1, "bucketLayout" : "LEGACY" } [root@ip-172-31-19-127 ~]#复制代码
#创建 key，并放入相应的内容
[root@ip-172-31-19-127 ~]# touch Dockerfile[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh key put /v-alluxio/b-alluxio/Dockerfile Dockerfile[root@ip-172-31-19-127 ~]#复制代码
#列出 bucket 下所有的 key
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh key list /v-alluxio/b-alluxio/{ "volumeName" : "v-alluxio", "bucketName" : "b-alluxio", "name" : "Dockerfile", "dataSize" : 0, "creationTime" : "2022-07-13T14:37:09.761Z", "modificationTime" : "2022-07-13T14:37:09.801Z", "replicationConfig" : { "replicationFactor" : "ONE", "requiredNodes" : 1, "replicationType" : "RATIS" }, "replicationFactor" : 1, "replicationType" : "RATIS" }[root@ip-172-31-19-127 ~]#复制代码
#查看 key 的相关信息
[root@ip-172-31-19-127 ~]# ozone sh key info /v-alluxio/b-alluxio/Dockerfile { "volumeName" : "v-alluxio", "bucketName" : "b-alluxio", "name" : "Dockerfile", "dataSize" : 0, "creationTime" : "2022-07-13T14:37:09.761Z", "modificationTime" : "2022-07-13T14:37:09.801Z", "replicationConfig" : { "replicationFactor" : "ONE", "requiredNodes" : 1, "replicationType" : "RATIS" }, "ozoneKeyLocations" : [ ], "metadata" : { }, "replicationFactor" : 1, "replicationType" : "RATIS" } [root@ip-172-31-19-127 ~]#复制代码
Alluxio 挂载 ozone
#方式一
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs mount /ozone o3fs://b-alluxio.v-alluxio.ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:9862/ Mounted o3fs://b-alluxio.v-alluxio.ip-172-31-19-127.us-west-2.compute.internal:9862/ at /ozone [root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
#方式二（带 option 的 mount）
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs mount \ > --option alluxio.underfs.hdfs.configuration=/mnt1/ozone-1.2.1/etc/hadoop/ozone-site.xml \ > /ozone1 o3fs://b-alluxio.v-alluxio/ Mounted o3fs://b-alluxio.v-alluxio/ at /ozone1 [root@ip-172-31-17-3 ~]# 复制代码
#验证 Ozone 挂载是否成功
[root@ip-172-31-17-3 ~]# alluxio fs ls / drwxrwxrwx root root 0 PERSISTED 01-01-1970 00:00:00:000 DIR /ozone1 drwxrwxrwx root root 0 PERSISTED 01-01-1970 00:00:00:000 DIR /ozone [root@ip-172-31-17-3 ~]#复制代码
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发布于: 2022 年 07 月 20 日阅读数: 6
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【Alluxio】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/18f40b1ef4836291521edf0eb】。文章转载请联系作者。
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