【HDFS联邦（1）】ViewFs与联邦理论知识详解

本文主要想讨论

HDFS ViewFs的（1）定义 与无联邦时的区别、（2）管理多集群的逻辑、（3）具体怎么使用ViewFs：比如跨集群任务、文件跨集群传输等。

一.ViewFs介绍

The View File System (ViewFs)提供了一种管理多个hadoop namespaces的方式，即集群中有多个namenode，也就是hdfs的联邦集群时特别有用。ViewFs类似于某些Unix/Linux系统中的客户端挂载表。ViewFs可创建个性化的名称空间视图和每个集群的公共视图。

Namespace（命名空间）：命名空间是指 HDFS 中用于组织和管理文件和目录的层次结构。
NameNode ：负责管理文件系统的命名空间和控制文件的访问。

本文描述了hadoop系统有多个集群的内容，即每个集群可以联合到多namespaces中。
同时描述了如何在HDFS联邦集群中使用ViewFs来提供每一个集群的namespace，以便任务或应用在联邦集群中访问单个hdfs集群，称为pre-federation world。

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二. 联邦之前的旧世界

1. 单个 namenode集群

HDFS Federation出现之前，一个集群中只有一个namenode，提供了单个namespace。
假设有多个集群。每个集群的文件系统名称空间完全独立，互不连接，并且物理存储不能跨集群共享(即datanode不能跨集群共享)。

在core-site.xml 中，配置每个集群中的namenode

<property>
  <name>fs.default.name</name>
  <value>hdfs://namenodeOfClusterX:port</value>
</property>

此配置实现了：通过相对名称便能访问集群中的路径。例如，路径/foo/bar引用的是hdfs://namendeofcluster:port/foo/bar。

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2. 路径使用逻辑

配置了fs.default.name 之后，可以通过以下方式访问路径：

1. /foo/bar
   与hdfs://namenodeOfClusterX:port/foo/bar 格式的路径，访问路径效果相同
2. hdfs://namenodeOfClusterX:port/foo/bar
   有效的路径名，不过推荐使用/foo/bar，因为允许跨集群输出。
3. hdfs://namenodeOfClusterY:port/foo/bar
   集群Y的有效路径。如下命令，实现从集群Y到集群Z的跨集群数据传输
   distcp hdfs://namenodeClusterY:port/pathSrc hdfs://namenodeClusterZ:port/pathDest
4. webhdfs://namenodeClusterX:http_port/foo/bar
   通过webhdfs文件系统访问数据的URI。注意：使用namenode的HTTP端口，而不是RPC端口访问数据。
5. http://namenodeClusterX:http_port/webhdfs/v1/foo/bar and http://proxyClusterX:http_port/foo/bar
   通过 WebHDFS REST API 和 HDFS 代理访问文件的 HTTP URL。

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三. 新世界 – 联邦与ViewFs

1. How The Clusters Look

场景假设

假设有多个集群。每个集群有一个或多个namenodes。每个namenode都有自己的namespace。一个namenode只能属于一个集群，同一集群中的namenode共享该集群的物理存储。集群间的namespace和以前一样是独立的。

根据存储需求可以在集群中不同的namenode存储数据。例如，

1. 将所有用户数据(/user/< username >)放在一个namenode中；
2. 将所有feed数据(/data)放在另一个namenode中；
3. 将所有项目(/projects)放在另一个namenode中。

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2. 使用 ViewFs 为每个集群创建全局的Namespace

为了不影响旧世界，ViewFs file system 为每个集群创建了一个独立的namespace view，即旧世界的namespace。可以使用旧世界的命名约定，挂载新的namespace volumes。

如下图：以“/user”、“/data”、“/projects”和“/tmp”四个namespace volumes为例，挂载表如图所示。

挂载表的设置

在每个集群的配置中，fs.defaultFS设置为集群的挂载表（ing）。

<property>
  <name>fs.defaultFS</name>
  <value>viewfs://clusterX</value>
</property>

viewfs:// 后面跟挂载表名，推荐使用集群名称来命名挂载表，比如clusterX。所有的网关和服务机器都会包含集群中所有的挂载表，这样每个集群拿到的都是自己的 default file system即fs.defaultFS。

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挂载点的设置

1. 挂载表的挂载点在hadoop配置文件中配置，挂载点的配置入口以fs.viewfs.mounttable 为前缀。挂载点通过使用link tags来连接其他文件系统。

2. 建议将文件系统中链接的目标位置来命名挂载点。

3. 对于有些namespace没有配置到挂载表中，通过linkFallback可以获取没在挂载表中的namespaces。

例子：

在下面的挂载表配置中，

• /data命名空间链接到文件系统hdfs://nn1-clusterx.example.com:8020/data，
• /project链接到文件系统hdfs://nn2-clusterx.example.com:8020/project。
• 所有未在挂载表中配置的命名空间，如/logs，都链接到文件系统hdfs://nn5clusterx.example.com:8020/home。

<configuration>
  <property>
    <name>fs.viewfs.mounttable.ClusterX.link./data</name>
    <value>hdfs://nn1-clusterx.example.com:8020/data</value>
  </property>
  <property>
    <name>fs.viewfs.mounttable.ClusterX.link./project</name>
    <value>hdfs://nn2-clusterx.example.com:8020/project</value>
  </property>
  <property>
    <name>fs.viewfs.mounttable.ClusterX.link./user</name>
    <value>hdfs://nn3-clusterx.example.com:8020/user</value>
  </property>
  <property>
    <name>fs.viewfs.mounttable.ClusterX.link./tmp</name>
    <value>hdfs://nn4-clusterx.example.com:8020/tmp</value>
  </property>
  <property>
    <name>fs.viewfs.mounttable.ClusterX.linkFallback</name>
    <value>hdfs://nn5-clusterx.example.com:8020/home</value>
  </property>
</configuration>

4. 我们还可以使用linkMergeSlash，将一个挂载表的root filesystem 与另外一个文件系统的root filesystem 合并到一起，如下：将ClusterY’s的根与 hdfs://nn1-clustery.example.com:8020. 的root filesystem 合并到一起。

<configuration>
  <property>
    <name>fs.viewfs.mounttable.ClusterY.linkMergeSlash</name>
    <value>hdfs://nn1-clustery.example.com:8020/</value>
  </property>
</configuration>

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2. 路径使用逻辑

因此对于集群X，core-site.xml 设置的default fs 作为集群的挂载表，典型的路径如下：

1. /foo/bar
   路径等同于：viewfs://clusterX/foo/bar. 。如果这样的路径/foo/bar用于无联邦的环境下，它将会转换为联邦环境。
2. viewfs://clusterX/foo/bar
   是一个有效的路径名称，推荐使用/foo/bar，因为允许传输数据时到另外一个集群。
3. viewfs://clusterY/foo/bar
   Cluster Y的路径URI。特别的跨集群传输文件时，使用如下命令：
   distcp viewfs://clusterY/pathSrc viewfs://clusterZ/pathDest
4. viewfs://clusterX-webhdfs/foo/bar
   WebHDFS file system的路径URI
5. http://namenodeClusterX:http_port/webhdfs/v1/foo/bar and http://proxyClusterX:http_port/foo/bar
   与之前相同：通过 WebHDFS REST API 和 HDFS 代理访问文件的 HTTP URL。

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3. 路径使用最佳实践（ing）

当位于集群内时，建议使用上面类型 (1) 的路径名，而不是像 (2) 这样的完全限定 URI。此外，应用程序不应使用挂载点的知识，也不应使用 hdfs://namenodeContainingUserDirs:port/joe/foo/bar 之类的路径来引用特定名称节点中的文件。应该使用 /user/joe/foo/bar 来代替。

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参考：【hadoop】ViewFs Guide