HFile存储格式

HBase中的所有数据文件都存储在Hadoop HDFS文件系统上,主要包括两种文件类型: 1. HFile, HBase中KeyValue数据的存储格式,HFile是Hadoop的二进制格式文件,实际上StoreFile就是对HFile做了轻量级包装,即StoreFile底层就是HFile 2. HLog File,HBase中WAL(Write Ahead Log) 的存储格式,物理上是Hadoop的Sequence File 下面主要通过代码理解一下HFile的存储格式。 HFile 下图是HFile的存储格式: HFile由6部分组成的,其中数据KeyValue保存在Block 0 … N中,其他部分的功能有:确定Block Index的起始位置;确定某个key所在的Block位置(如block index);判断一个key是否在这个HFile中(如Meta Block保存了Bloom Filter信息)。具体代码是在HFile.java中实现的,HFile内容是按照从上到下的顺序写入的(Data Block、Meta Block、File Info、Data Block Index、Meta Block Index、Fixed File Trailer)。 KeyValue: HFile里面的每个KeyValue对就是一个简单的byte数组。但是这个byte数组里面包含了很多项,并且有固定的结构。我们来看看里面的具体结构: 开始是两个固定长度的数值,分别表示Key的长度和Value的长度。紧接着是Key,开始是固定长度的数值,表示RowKey的长度,紧接着是 RowKey,然后是固定长度的数值,表示Family的长度,然后是Family,接着是Qualifier,然后是两个固定长度的数值,表示Time Stamp和Key Type(Put/Delete)。Value部分没有这么复杂的结构,就是纯粹的二进制数据了。 Data Block:由DATABLOCKMAGIC和若干个record组成,其中record就是一个KeyValue(key length, value length, key, value),默认大小是64k,小的数据块有利于随机读操作,而大的数据块则有利于scan操作,这是因为读KeyValue的时候,HBase会将查询到的data block全部读到Lru Block Cache中去,而不是仅仅将这个record读到cache中去。 private void append(final byte [] key, final int koffset, … Continue reading "HFile存储格式"

分布式文件系统Ceph调研1 – RADOS

Ceph是加州大学Santa Cruz分校的Sage Weil(DreamHost的联合创始人)专为博士论文设计的新一代自由软件分布式文件系统。自2007年毕业之后,Sage开始全职投入到Ceph开 发之中,使其能适用于生产环境。Ceph的主要目标是设计成基于POSIX的没有单点故障的分布式文件系统,使数据能容错和无缝的复制。2010年3 月,Linus Torvalds将Ceph client合并到内 核2.6.34中。 Ceph中有很多在分布式系统领域非常新颖的技术点,对解决分布式文件系统中一些常见的问题的研究非常有指导意义。所以值得研究。 RADOS简介 1 RADOS概述 RADOS (Reliable, Autonomic Distributed Object Store) 是Ceph的核心之一,作为Ceph分布式文件系统的一个子项目,特别为Ceph的需求设计,能够在动态变化和异质结构的存储设备机群之上提供一种稳定、可扩展、高性能的单一逻辑对象(Object)存储接口和能够实现节点的自适应和自管理的存储系统。事实上,RADOS也可以单独作为一种分布式数据存储系统,给适合相应需求的分布式文件系统提供数据存储服务。 2 RADOS架构简介 RADOS系统主要由两个部分组成(如图1所示): 1.由数目可变的大规模OSDs(Object Storage Devices)组成的机群,负责存储所有的Objects数据; 2.由少量Monitors组成的强耦合、小规模机群,负责管理Cluster Map,其中Cluster Map是整个RADOS系统的关键数据结构,管理机群中的所有成员、关系、属性等信息以及数据的分发。 图1 RADOS系统架构图示 对于RADOS系统,节点组织管理和数据分发策略均有内部的Monitors全权负责,所以,从Clients角度设计相对比较简单,它给应用提供的仅为简单的存储接口。 3 RADOS详细介绍 3.1 扩展机群 1.Cluster Map 存储机群的管理,唯一的途径是Cluster Map通过对Monitor Cluster操作完成。Cluster Map是整个RADOS系统的核心数据结构,其中指定了机群中的OSDs信息和所有数据的分布情况。所有涉及到RADOS系统的Storage节点和Clients都有最新epoch的Cluster Map副本。因为Cluster Map的特殊性,Client向上提供了非常简单的接口实现将整个存储机群抽象为单一的逻辑对象存储结构。 Cluster Map的更新由OSD的状态变化或者其他事件造成数据层的变化驱动,每一次Cluster Map更新都需要将map epoch增加,map epoch使Cluster Map在所有节点上的副本都保持同步,同时,map epoch可以使一些过期的Cluster Map能够通过通信对等节点及时更新。 在大规模的分布式系统中,OSDs的failures/recoveries是常见的,所以,Cluster Map的更新就比较频繁,如果将整个Cluster Map进行分发或广播显然会造成资源的浪费,RADOS采用分发incremental map的策略避免资源浪费,其中incremental … Continue reading "分布式文件系统Ceph调研1 – RADOS"