HDFS 默认情况下，一个文件有 3 个副本，这样提高了数据的可靠性，但也带来了 2 倍的冗余开销。Hadoop3.x 引入了纠删码，采用计算的方式，可以节省约 50％左右的存储空间。
下图以纠删码RS-3-2-1024k为例：
数据被拆分为3个数据单元和2个校验单元，每个单元的大小为1MB，即每3MB数据被拆分为3个1MB数据单元和2个1MB的校验单元，300MB数据被拆分为100份3个1MB数据单元和2个1MB的校验单元。如果数据小于3MB，分为以下情况：
- 大于2MB小于3MB：被拆分为3个1MB数据单元和2个1MB的校验单元
- 大于1MB小于2MB：被拆分为2个1MB数据单元和2个1MB的校验单元
- 小于1MB：被拆分为1个1MB数据单元和2个1MB的校验单元
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纠删码操作相关的命令
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查看当前支持的纠删码策略
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纠删码策略解释
- RS-3-2-1024k：使用 RS 编码，每 3 个数据单元，生成 2 个校验单元，共 5 个单元，也就是说：这 5 个单元中，只要有任意的 3 个单元存在，就可以得到原始数据
- RS-10-4-1024k：使用 RS 编码，每 10 个数据单元，生成4个校验单元，共 14个单元，也就是说：这 14 个单元中，只要有任意的 10 个单元存在，就可以得到原始数据
- RS-6-3-1024k：使用 RS 编码，每 6 个数据单元，生成 3 个校验单元，共9 个单元，也就是说：这 9个单元中，只要有任意的6 个单元存在，就可以得到原始数据
- RS-LEGACY-6-3-1024k：策略和上面的 RS-6-3-1024k 一样，只是编码的算法用的是 rslegacy。
- XOR-2-1-1024k：使用 XOR 编码（速度比 RS 编码快），每 2 个数据单元，生成1个校验单元，共3 个单元，也就是说：这3 个单元中，只要有任意的 2个单元存在，就可以得到原始数据。
需求：
将/input 目录设置为 RS-3-2-1024k 策略
步骤：
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开启对 RS-3-2-1024k 策略的支持
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs ec -enablePolicy -policy RS-3-2-1024k Erasure coding policy RS-3-2-1024k is enabled
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在 HDFS 创建目录，并设置 RS-3-2-1024k 策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs dfs -mkdir /input [codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs ec -setPolicy -path /input -policy RS-3-2-1024k Set RS-3-2-1024k erasure coding policy on /input
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上传文件，并查看文件编码后的存储情况
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs dfs -put web.log /input
异构存储主要解决，不同的数据，存储在不同类型的硬盘中，达到最佳性能的问题。
- 存储类型
- RAM_DISK：内存镜像文件系统
- SSD：SSD固态硬盘
- DISK：普通磁盘，在HDFS中，如果没有主动声明数据目录存储类型默认都是DISK
- ARCHIVE：没有特指哪种存储介质，主要的指的是计算能力比较弱而存储密度比较高的存储介质，用来解决数据量的容量扩增的问题，一般用于归档
- 关于存储策略
从Lazy_Persist到Cold，分别代表了设备的访问速度从快到慢策略ID 策略名称 副本分布 15 Lazy_Persist RAM_DISK:1,DISK:n-1 12 ALL_SSD SSD:n 10 One_SSD SSD:1,DISK:n-1 7 Hot(default) DISK:n 6 Warm DISK:1,ARCHIVE:n-1 2 Cold ARCHIEVE:n
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测试环境描述
- 服务器规模：5 台
- 集群配置：副本数为 2，创建好带有存储类型的目录
- 集群规划：
节点 存储类型分配 hadoop102 RAM_DISK，SSD hadoop103 SSD，DISK hadoop104 DISK，RAM_DISK hadoop105 ARCHIVE hadoop106 ARCHIVE -
配置文件信息
- 为 hadoop102 节点的 hdfs-site.xml 添加如下信息
dfs.replication 2 dfs.storage.policy.enabled true dfs.datanode.data.dir [SSD]file:///opt/module/hadoop3.1.3/hdfsdata/ssd,[RAM_DISK]file:///opt/module/hadoop3.1.3/hdfsdata/ram_disk - 为 hadoop103 节点的 hdfs-site.xml 添加如下信息
dfs.replication 2 dfs.storage.policy.enabled true dfs.datanode.data.dir [SSD]file:///opt/module/hadoop3.1.3/hdfsdata/ssd,[DISK]file:///opt/module/hadoop3.1.3/hdfsdata/disk - 为 hadoop104 节点的 hdfs-site.xml 添加如下信息
dfs.replication 2 dfs.storage.policy.enabled true dfs.datanode.data.dir [RAM_DISK]file:///opt/module/hdfsdata/ram_disk,[DISK]file:///o pt/module/hadoop-3.1.3/hdfsdata/disk - 为 hadoop105 节点的 hdfs-site.xml 添加如下信息
dfs.replication 2 dfs.storage.policy.enabled true dfs.datanode.data.dir [ARCHIVE]file:///opt/module/hadoop3.1.3/hdfsdata/archive - 为 hadoop106 节点的 hdfs-site.xml 添加如下信息
dfs.replication 2 dfs.storage.policy.enabled true dfs.datanode.data.dir [ARCHIVE]file:///opt/module/hadoop3.1.3/hdfsdata/archive
- 为 hadoop102 节点的 hdfs-site.xml 添加如下信息
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数据准备
- 启动集群
- 在 HDFS 上创建文件目录，并上传文件
- 最开始我们未设置存储策略的情况下，我们获取该目录的存储策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs storagepolicies -getStoragePolicy -path /hdfsdata The storage policy of /hdfsdata is unspecified
- 查看上传的文件块分布
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs fsck /hdfsdata -files -blocks -locations /hdfsdata/NOTICE.txt 21867 bytes, replicated: replication=2, 1 block(s): OK 0. BP-839607050-192.168.150.102-1632726278626:blk_1073741825_1001 len=21867 Live_repl=2 [DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.104:9866,DS-351d9107-4a2e-421c-8e8b-a743f6f66e0f,DISK], DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.103:9866,DS-82f3724a-9c24-4d7f-a7b9-c3e2bccf0498,DISK]]
未设置存储策略，所有文件块都存储在 DISK 下。所以，默认存储策略为 HOT
- 更改存储策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs storagepolicies -setStoragePolicy -path /hdfsdata -policy WARM Set storage policy WARM on /hdfsdata
- 让HDFS 按照存储策略自行移动文件块
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs mover /hdfsdata
- 查看上传的文件块分布
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs fsck /hdfsdata -files -blocks -locations /hdfsdata/NOTICE.txt 21867 bytes, replicated: replication=2, 1 block(s): OK 0. BP-839607050-192.168.150.102-1632726278626:blk_1073741825_1001 len=21867 Live_repl=2 [DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.106:9866,DS-51808df6-ebc8-4a86-a4be-8e64bc3305d1,ARCHIVE], DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.103:9866,DS-82f3724a-9c24-4d7f-a7b9-c3e2bccf0498,DISK]]
- 更改存储策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs storagepolicies -setStoragePolicy -path /hdfsdata -policy COLD Set storage policy COLD on /hdfsdata
- 让HDFS 按照存储策略自行移动文件块
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs mover /hdfsdata
- 查看上传的文件块分布
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs fsck /hdfsdata -files -blocks -locations /hdfsdata/NOTICE.txt 21867 bytes, replicated: replication=2, 1 block(s): OK 0. BP-839607050-192.168.150.102-1632726278626:blk_1073741825_1001 len=21867 Live_repl=2 [DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.106:9866,DS-51808df6-ebc8-4a86-a4be-8e64bc3305d1,ARCHIVE], DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.105:9866,DS-ed7e34f2-067e-4437-a702-da9a32f2f672,ARCHIVE]]
- 更改存储策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs storagepolicies -setStoragePolicy -path /hdfsdata -policy One_SSD Set storage policy One_SSD on /hdfsdata
- 让HDFS 按照存储策略自行移动文件块
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs mover /hdfsdata
- 查看上传的文件块分布
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs fsck /hdfsdata -files -blocks -locations /hdfsdata/NOTICE.txt 21867 bytes, replicated: replication=2, 1 block(s): OK 0. BP-839607050-192.168.150.102-1632726278626:blk_1073741825_1001 len=21867 Live_repl=2 [DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.104:9866,DS-351d9107-4a2e-421c-8e8b-a743f6f66e0f,DISK], DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.103:9866,DS-2fde523b-e50a-44a6-923a-e9dda37aed02,SSD]]
- 更改存储策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs storagepolicies -setStoragePolicy -path /hdfsdata -policy ALL_SSD Set storage policy ALL_SSD on /hdfsdata
- 让HDFS 按照存储策略自行移动文件块
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs mover /hdfsdata
- 查看上传的文件块分布
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs fsck /hdfsdata -files -blocks -locations /hdfsdata/NOTICE.txt 21867 bytes, replicated: replication=2, 1 block(s): OK 0. BP-839607050-192.168.150.102-1632726278626:blk_1073741825_1001 len=21867 Live_repl=2 [DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.102:9866,DS-0b8a4b9e-4f2a-455f-b94b-a0eb1ee9fa67,SSD], DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.103:9866,DS-2fde523b-e50a-44a6-923a-e9dda37aed02,SSD]]
- 更改存储策略
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs storagepolicies -setStoragePolicy -path /hdfsdata -policy lazy_persist Set storage policy lazy_persist on /hdfsdata
- 让HDFS 按照存储策略自行移动文件块
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs mover /hdfsdata
- 查看上传的文件块分布
[codecat@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs fsck /hdfsdata -files -blocks -locations /hdfsdata/NOTICE.txt 21867 bytes, replicated: replication=2, 1 block(s): OK 0. BP-839607050-192.168.150.102-1632726278626:blk_1073741825_1001 len=21867 Live_repl=2 [DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.104:9866,DS-351d9107-4a2e-421c-8e8b-a743f6f66e0f,DISK], DatanodeInfoWithStorage[192.168.150.103:9866,DS-82f3724a-9c24-4d7f-a7b9-c3e2bccf0498,DISK]]
这里我们发现所有的文件块都是存储在 DISK，按照理论一个副本存储在 RAM_DISK，其他副本存储在 DISK 中，这是因为，我们还需要配置dfs.datanode.max.locked.memory，dfs.block.size参数
出现存储策略为 LAZY_PERSIST 时，文件块副本都存储在 DISK 上的原因有如下两点：
- 当客户端所在的 DataNode 节点没有 RAM_DISK 时，则会写入客户端所在的DataNode 节点的 DISK 磁盘，其余副本会写入其他节点的 DISK 磁盘。
- 当客户端所在的 DataNode 有RAM_DISK，但dfs.datanode.max.locked.memory参数值未设置或者设置过小（小于dfs.block.size参数值）时，则会写入客户端所在的DataNode 节点的 DISK 磁盘，其余副本会写入其他节点的 DISK 磁盘。
