GooseFS透明加速能力，助力加速 CosN 访问 COS 的性能

2023-12-17 19:22:46

01 前言

原生的对象存储接口协议并不兼容HDFS文件语义，因此对象存储COS提供了COSN工具这一的标准的 Hadoop 文件系统实现，可以为 Hadoop、Spark 以及 Tez 等大数据计算框架集成 COS 提供支持。

用户可使用实现了 Hadoop 文件系统接口的 CosN 插件，读写存储在 COS 上的数据。但原生的对象存储服务的架构设计原因，在List和Rename性能表现并不理想，因此腾讯云对象存储服务推出了GooseFS这一分布式缓存方案，主要针对包括需要缓存加速的数据湖业务场景，提供基于对象存储COS服务的近计算端数据加速层。

透明加速能力是GooseFS的特色功能，用于加速 CosN 访问 COS 的性能。对于已经使用 CosN 工具访问 COS 的用户，GooseFS 提供了一种客户端路径映射方式，让用户可以在不修改当前 Hive table 定义的前提下，仍然能够使用 CosN scheme 访问 GooseFS，该特性方便用户在不修改已有表定义的前提下，对 GooseFS 的功能和性能进行对比测试。

对于云 HDFS 的用户（CHDFS），也可以通过修改配置，实现使用 OFS 客户端的Scheme 访问 GooseFS 的目的。

CosN Schema 和 GooseFS Schema 的之间的路径是如何进行映射的呢？下面以一个例子进行说明。
假设COS上有一个examplebucket-1250000000，用户将数仓中的数据存储在data/warehouse/的路径下，里边有/folder/test.txt，/folder/test2.txt等文件，那么按照CosN的访问路径格式，对应的路径为：

cosn://examplebucket-1250000000/data/warehouse/

则 CosN 到 GooseFS 的路径映射关系如下：

cosn://examplebucket-1250000000/data/warehouse -> /warehouse/
cosn://examplebucket-1250000000/data/warehouse/folder/test.txt ->/warehouse/folder/test.txt

GooseFS 到 CosN 的路径映射关系如下：

/warehouse ->cosn://examplebucket-1250000000/data/warehouse/
/warehouse/ -> cosn://examplebucket-1250000000/data/warehouse/
/warehouse/folder/test.txt -> cosn://examplebucket-1250000000/data/warehouse/folder/test.txt

注意：如果访问的 CosN 路径无法转换为 GooseFS 路径，对应的 Hadoop API 调用会抛出异常。

02 操作示例

下边进行透明加速的演示。该示例演示了 Hadoop 命令行以及 Hive 中，如何使用 gfs://、 cosn://、ofs:// 三种 Schema 访问 GooseFS。操作流程如下：

1. 准备数据和计算集群

参考创建存储桶文档，创建一个测试用途的存储桶；
参考创建文件夹文档，在存储桶根路径下创建一个名为 ml-100k 的文件夹；
从 Grouplens 下载 ml-100k 数据集，并将文件 u.user 上传到

<存储桶根路径>/ml-100k

参考 EMR 指引文档，购买一个 EMR 集群并配置 HIVE 组件。

2. 环境配置

i. 将 GooseFS 的客户端 jar 包（goosefs-1.0.0-client.jar）放入 share/hadoop/common/lib/ 目录下：

cp goosefs-1.0.0-client.jar  hadoop/share/hadoop/common/lib/

注意：配置变更和添加 jar 包，需同步到集群上所有节点。

ii. 修改 Hadoop 配置文件 etc/hadoop/core-site.xml，指定 GooseFS 的实现类：

<property>
 <name>fs.AbstractFileSystem.gfs.impl</name>
 <value>com.qcloud.cos.goosefs.hadoop.GooseFileSystem</value>
</property>
<property>
 <name>fs.gfs.impl</name>
 <value>com.qcloud.cos.goosefs.hadoop.FileSystem</value>
</property>

iii. 执行如下 Hadoop 命令，检查是否能够通过 gfs:// Scheme 访问 GooseFS，其中 <MASTER_IP> 为 Master 节点的 IP：

hadoop fs -ls gfs://<MASTER_IP>:9200/

iv. 将 GooseFS 的客户端 jar 包放到 Hive 的 auxlib 目录下，使得 Hive 能加载到 GooseFS Client 包：

cp goosefs-1.0.0-client.jar  hive/auxlib/

v. 执行如下命令，创建 UFS Scheme 为 CosN 的Namespace，并列出 Namespace。您可将该命令中的 examplebucket-1250000000 替换为你的 COS 存储桶，SecretId 和 SecretKey 替换为您的密钥信息：

goosefs ns create ml-100k cosn://examplebucket-1250000000/ml-100k  --secret fs.cosn.userinfo.secretId=SecretId --secret fs.cosn.userinfo.secretKey=SecretKey--attribute fs.cosn.bucket.region=ap-guangzhou --attribute fs.cosn.credentials.provider=org.apache.hadoop.fs.auth.SimpleCredentialProvider
goosefs ns ls

vi. 执行命令，创建 UFS Scheme 为 OFS 的 Namespace，并列出 Namespace。您可将该命令中的 instance-id 替换为您的 CHDFS 实例，1250000000 替换为您的 APPID：

goosefs ns create ofs-test  ofs://instance-id.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/ofs-test --attribute fs.ofs.userinfo.appid=1250000000
goosefs ns ls

3. 创建 GooseFS Schema 表和查询数据

通过如下指令执行：

create database goosefs_test;
use goosefs_test;
CREATE TABLE u_user_gfs (
userid INT,
age INT,
gender CHAR(1),
occupation STRING,
zipcode STRING)
ROW FORMAT DELIMITED
FIELDS TERMINATED BY ‘|‘
STORED AS TEXTFILE
LOCATION ‘gfs://<MASTER_IP>:<MASTER_PORT>/ml-100k‘;
select sum(age) from u_user_gfs;

4. 创建 CosN Schema 表和查询数据

通过如下指令执行：

CREATE TABLE u_user_cosn (
userid INT,
age INT,
gender CHAR(1),
occupation STRING,
zipcode STRING)
ROW FORMAT DELIMITED
FIELDS TERMINATED BY ‘|‘
STORED AS TEXTFILE
LOCATION ‘cosn://examplebucket-1250000000/ml-100k‘;
select sum(age) from u_user_cosn;

5. 修改 CosN 的实现为 GooseFS 的兼容实现

修改 hadoop/etc/hadoop/core-site.xml：

hadoop fs -ls  cosn://examplebucket-1250000000/ml-100k/
Found 1 items
-rw-rw-rw-   0 hadoop hadoop      22628 2021-07-02 15:27 
cosn://examplebucket-1250000000/ml-100k/u.user
hadoop fs -ls cosn://examplebucket-1250000000/unknow-path
ls: Failed to convert ufs path cosn://examplebucket-1250000000/unknow-path to GooseFs path, check if namespace mounted

执行 Hadoop 命令，如果路径无法转换为 GooseFS 中的路径，命令的输出中会包含报错信息：

hadoop fs -ls  cosn://examplebucket-1250000000/ml-100k/
Found 1 items
-rw-rw-rw-   0 hadoop hadoop      22628 2021-07-02 15:27 cosn://examplebucket-1250000000/ml-100k/u.user
hadoop fs -ls cosn://examplebucket-1250000000/unknow-path
ls: Failed to convert ufs path cosn://examplebucket-1250000000/unknow-path to GooseFs path, check if namespace mounted

重新执行 Hive 查询语句：

select sum(age) from u_user_cosn;

6. 创建 OFS Schema 表和查询数据

通过如下命令执行：

CREATE TABLE u_user_ofs (
userid INT,
age INT,
gender CHAR(1),
occupation STRING,
zipcode STRING)
ROW FORMAT DELIMITED
FIELDS TERMINATED BY ‘|‘
STORED AS TEXTFILE
LOCATION ‘ofs://instance-id.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/ofs-test/‘;
select sum(age) from u_user_ofs;

7. 修改 OFS 的实现为 GooseFS 的兼容实现

修改 hadoop/etc/hadoop/core-site.xml：

<property>
   <name>fs.AbstractFileSystem.ofs.impl</name>
   <value>com.qcloud.cos.goosefs.hadoop.CHDFSDelegateFS</value>
</property>
<property>
   <name>fs.ofs.impl</name>
   <value>com.qcloud.cos.goosefs.hadoop.CHDFSHadoopFileSystem</value>
</property>

执行 Hadoop 命令，如果路径无法转换为 GooseFS 中的路径，则输出结果中会包含报错信息：

hadoop fs -ls  ofs://instance-id.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/ofs-test/
Found 1 items
-rw-r--r--   0 hadoop hadoop      22628 2021-07-15 15:56 ofs://instance-id.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/ofs-test/u.user
hadoop fs -ls  ofs://instance-id.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/unknown-path
ls: Failed to convert ufs path ofs://instance-id.chdfs.ap-guangzhou.myqcloud.com/unknown-path to GooseFs path, check if namespace mounted

重新执行 Hive 查询语句：

select sum(age) from u_user_ofs;

03 结语

GooseFS 旨在提供一站式的数据湖缓存加速及分布式缓存解决方案，解决需要缓存加速的数据业务场景，提供基于对象存储COS服务的近计算端数据加速层，助力加速CosN访问COS的性能。关于更多GooseFS请前往：https://cloud.tencent.com/document/product/436/56412

GooseFS透明加速能力，助力加速 CosN 访问 COS 的性能

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01 前言

02 操作示例

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