HDFS節點內資料平衡

2021-08-10 20:34:30 字數 2793 閱讀 6467

hadoop集群使用久了,我們會發現乙個問題,各個datanode資料不平衡了,多的達到70-80%,少的達到10-20%。面對這種場景,我們一般使用hdfs自帶的blancer工具對其資料進行平衡。也就是他只能保證每乙個節點的資料大小均衡。

但是有的時候,你會發現節點資料平衡了但是datanode內部各個磁碟塊上的資料不平衡了,這個blancer就幹不了這活兒。

比如某乙個datanode總共有a,b,c,d四塊磁碟,你用roundrobin磁碟選擇策略去寫,最後四塊磁碟都寫過了,但是a,b寫的可能就1m,c,d寫的就是100m.

一 datanode節點磁碟資料不均衡帶來的問題

1.1磁碟間資料不均衡間接導致磁碟i/o壓力不同。我們知道,hdfs上的資料訪問頻率是很高的,這就涉及到大量的讀寫磁碟操作,資料多的磁碟自然就會有更高的頻率訪問,如果一塊磁碟的io操作非常密集的話,勢必會對讀寫效能造成影響

1.2高使用率的磁碟導致節點寫資料塊的時候,可選的儲存目錄減少。

hdfs在寫block的時候,會挑選剩餘空間滿足待寫的block的大小情況下,才會進行挑選,如果高使用率磁碟目錄過多,會導致這樣的候選變少。

二 傳統的解決方案

人工移動資料塊儲存目錄:但是需要保證目錄移動的準確性,否則會造成移動完目錄後資料找不到的現象。

比如:/data/1/dfs/dn/current/bp-***xx/current/finalized/subdir0/subdir1

目標路勁:

/data/2/dfs/dn/current/bp-***xx/current/finalized/subdir0/subdir1

目錄結構就變了,current前面多了個空格,就會造成hdfs找不到這個資料塊。

三 社群解決方案diskblancer

3.1設計核心

第一:dataspread report。 資料分布式的匯報,也就是支援各個datanode匯報磁碟塊使用情況的功能,我們就可以了解到目前集群內使用率topn的節點磁碟

第二:diskblance。 進行磁碟資料平衡。但是在磁碟資料平衡的時候要考慮到各個磁碟storagetype的不同。不同的型別儲存介質可能不一樣,目前diskblancer還不支援跨儲存介質資料轉移,必須在乙個storagetype下

3.2流程分析

discover階段:

計算各個datanode磁碟使用情況,然後得到乙個需要進行資料平衡的磁碟列表,會使用volumedata density(磁碟使用密度)作為評判標準,這個標準會以節點總使用率作為比較值。比如,如果乙個datanode  ,總使用率是75%,也就是0.75. 其中a盤0.5,那麼a盤的密度值就=0.75-0.5=0.25;同理如果超出的話,則密度值將會為負數。於是我們可以用volumedata density絕對值來判斷此節點內磁碟間資料平衡情況,如果總的覺得值和越大,說明資料越不平衡

plan階段:

拿到上乙個階段的匯報結果資料之後,將會生成乙個執行計畫。plan並不是乙個最小的執行單元,它是由各個step組成的,step中會指定好源磁碟,目標磁碟,這裡是結果包裝的:diskbalancervoulme,並不是原來的fsvolume.

diskbalancercluster:讀取集群節點資訊

diskbalancerdatanode:代表乙個包裝過的datanode

diskbalancervolume和 diskbalancervolumeset.datanode磁碟物件以及磁碟物件集合

execute階段:

所有執行計畫生成以後,就到了執行階段。這些計畫會被提交到各自datanode上,然後在diskbalancer類中執行。然後diskbalancer有專門的類diskbalancermover來做資料平衡工作。在磁碟間資料平衡的過程中,高使用率的磁碟會移動資料塊到相對低使用率的磁碟,等到滿足一定閾值關係的情況下時,diskbalancer會漸漸地退出.在diskbalancer的執行階段,有以下幾點需要注意:

頻寬限制:diskbalancer也可以支援頻寬限制。預設是10m,可以通

過配置項dfs.disk.balancer.max.disk.throughputinmbpersec進行控制

失敗次數限制:diskbalancer中會存在失敗次數的控制.在拷貝block資料塊的時候,出現ioexception異常,會進行失敗次數的累加計數,如果超出最大容忍值,diskbalancer也會退出.

資料平衡閥值控制:diskbalancer中可以提供乙個磁碟間資料的平衡閾值,以此作為是否需要繼續平衡資料的標準,配置項為dfs.disk.balancer.block.tolerance.percent.

四 diskbalancer的命令執行

diskbalancer內部提供了許多類別的命令操作,比如下面的查詢命令:

hdfsdiskbalancer -query nodename.mycluster.com

我們也可以執行相應的plan命令來生成plan計畫檔案.

hdfsdiskbalancer -uri hdfs: -plan node1.myclsuter.com

然後我們可以用生成好後的json檔案進行diskbalancer的執行

hdfsdiskbalancer -execute /system/diskbalancer/nodename.plan.json

當然,如果我們發現我們執行了錯誤的plan,我們也可以通過cancel命令進行清除:

hdfsdiskbalancer -cancel /system/diskbalancer/nodename.plan.json

hdfsdiskbalancer -cancel -node

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