一种基于HDFS小文件存储优化方案

Hadoop分布式文件系统( HDFS) 在大数据存储中具有优良的性能,适用于处理和存储大文件,但在海量小文件处理时性能显著下降,过多的小文件使得整个系统内存消耗过大。为了提高HDFS处理小文件的效率,改进了HDFS的存储方案,提出了海量小文件的存储优化方案。根据小文件之间的相关性进行分类,然后将同一类小文件合并上传,并生成索引文件,读取时采用客户端缓存机制以提高访问效率。实验结果表明,该方案在数据迅速增长的情况下能有效提高小文件访问效率,降低系统内存开销,提高HDFS处理海量小文件的性能。     

面向Hadoop分布式文件系统的小文件存取优化方法

为提高Hadoop分布式文件系统(HDFS)的小文件处理效率,提出了一种面向HDFS的智能小文件存取优化方法--SmartFS。SmartFS通过分析小文件访问日志,获取用户访问行为,建立文件关联概率模型,并根据基于文件关联关系的合并算法将小文件组装成大文件之后存至HDFS;当从HDFS获取文件时,根据基于文件关联关系的预取算法来提高文件访问效率,并提出基于预取的缓存替换算法来管理缓存空间,从而提高文件的命中率。实验结果表明,SmartFS有效减少了HDFS中NameNode的元数据空间,减少了用户与HDFS的交互次数,提高了小文件的存储效率和访问速度。     

基于NoSQL的海量航空物流小文件分布式多级存储方法

为了解决航空物流领域海量小文件存储效率和访问效率不高的问题,提出一种基于Nosql的海量小文件分布式多级存储方法,充分考虑到数据的时效性、本地性、操作的并发性以及文件之间的相关性,先根据相关性将文件合并,然后采用分布式多级存储,使用内存式Redis数据库做缓存,HDFS做数据的持久化存储,其过程采用预取机制。实验结果表明,该方法有效提高了小文件的存取效率和磁盘的利用率,显著地降低了网络的带宽占用和集群NameNode的内存消耗,适合解决航空领域海量小文件存储问题。     

海量样本数据集中小文件的存取优化研究

针对Hadoop分布式文件系统（Hadoop Distributed File System,HDFS）在海量样本数据集存储方面存在内存占用多、读取效率低的问题,以及分布式数据库HBase在存储文件名重复度和类似度高时产生访问热点的问题,结合样本数据集的特点、类型,提出一种面向样本数据集存取优化方案,优化样本数据集中小文件的写入、读取、添加、删除和替换策略。该方案根据硬件配置测得大、小文件的分界点,通过变尺度堆栈算法按样本数据集的目录结构将小文件合并存储至HDFS;结合行键优化策略将文件索引存储在HBase数据表中;搭建基于Ehcache缓存框架的预取机制。实验结果表明,该方案降低了主节点的内存消耗,提高了文件的读取效率,实现了对海量样本数据集中小文件的高效存取。     

基于文件类型的光盘库缓存系统设计与实现

光盘库是当前海量信息存储的一种重要方式。为了降低光盘库的访问响应时间,文章在光盘库前端加入一个磁盘缓存系统。分析了光盘库访问特性,设计并实现了一个基于文件类型的副本缓存结构以及相应的缓存替换算法。这种缓存结构同传统的相比,缓存命中率有所提高,内存消耗变小了,同时大大改善了本地缓存空间的可管理性。     

基于HDFS的海量文件存储优化设计

针对Hadoop分布式文件系统(Hadoop Distributed File System,HDFS)在存储海量数据时对小文件支持性能低下的问题,提出了基于HDFS的通用文件存储系统(Common File Storage-Hadoop Distributed File System,CFSHDFS)。该方案采用了分类处理的设计思想,区别对待大文件和小文件。对大文件不做任何处理,按照HDFS原有的流程完成既定的操作;对小文件的存取,经过缓存、预读、合并等机制的处理,从而在提高Namenode内存利用率和Datanode空间利用率的基础上,提高了小文件的读写性能。区别对待文件的处理以及对小文件的一系列的处理,对用户来说都是透明的,因此,该方案并不会增加用户使用HDFS的复杂性。     

海量小文件系统的可移植操作系统接口兼容技术

基于Hadoop分布式文件系统（HDFS）研发的海量小文件系统（SMDFS）遗留了HDFS不兼容可移植操作系统接口（POSIX）约束的问题,为解决SMDFS的这一问题,提出基于本地缓存的POSIX兼容技术和基于数据暂存区的元数据高效管理技术。首先,通过设置数据暂存区来实现读写模式文件流的重定向,然后建立异步线程池模型,实现数据暂存区镜像文件的同步,从而完成用户层到存储层的所有POSIX相关的文件操作。此外,借助跳表结构的元数据缓存实现List目录等元数据操作效率优化。测试表明,相较于HDFS的Linux客户端,基于技术成果实现的SMDFS3.0的随机读性能有10倍以上的性能提升,顺序读和顺序写性能有约3~4倍的提升,随机写性能可以达到本地文件系统的20%,基于目录的元数据缓存的设计使目录的List操作效率提升近10倍。但是,由于用户空间文件系统（FUSE）挂载的客户端会引入额外的内核态和用户态切换等带来的开销,因此SMDFS3.0的Linux客户端相对于系统的Java接口会有大约50%的性能损耗。     

基于改进HDFS的冠字号小文件分布式存储研究

针对冠字号小图片存储到HDFS系统中带来的访问瓶颈问题,改进了原有的HDFS系统,新提出的分布式系统机制是充分基于文件相关性(File Correlation)进行合并处理的HDFS(FCHDFS)。由于HDFS中所有的文件都是由单一的主节点服务器托管-NameNode,每个存储到HDFS的文件在NameNode主存储器中都需要存储它的元数据,这必然导致小文件数量越大HDFS性能就越差。存储和管理大量的小文件,对NameNode是一个沉重的负担。可以存储在HDFS的文件数量是受到NameNode的内存大小约束。为了提高存储和访问HDFS上的冠字号小文件的效率,该文提出了一个基于文件关联性的小文件高效处理机制。在这种方法中,按照客户和时间区分,一组相关的文件相结合为一个大文件,从而减少文件数目。而新建的索引机制能从相应的联合文件中访问单个文件。实验结果表明,FCHDFS大大减少主节点内存中元数据数量,也提高了存储和访问大量小文件的效率。     

基于MapFile 的HDFS 小文件存储效率问题

针对HDFS最初是为流式访问大文件而开发的,而对于大量小文件的存储效率不高问题,采用MapFile设计一个HDFS中存储小文件的方案．该方案的主要思想是在上传HDFS时增加一个文件类型判断模块,建立一个小文件队列,将小文件序列化存入一个MapFile容器,合并成大文件,并建立相应的索引文件,有效降低文件数目和提高访问效率．通过和现有的HadoopArchives（HARfiles）文件归档解决小文件问题的方案对比,实验结果表明,基于MapFile的存储小文件方案可以更为有效的提高小文件存储性能和减少HDFS文件系统的节点内存消耗．     

基于HDFS的小文件存储与读取优化策略

本文对HDFS分布式文件系统进行了深入的研究,在HDFS中以流式的方式访问大文件时效率很高但是对海量小文件的存取效率比较低. 本文针对这个问题提出了一个基于关系数据库的小文件合并策略,首先为每个用户建立一个用户文件,其次当用户上传小文件时把文件的元数据信息存入到关系数据库中并将文件追加写入到用户文件中,最后用户读取小文件时通过元数据信息直接以流式方式进行读取. 此外当用户读取小于一个文件块大小的文件时还采取了数据节点负载均衡策略,直接由存储数据的DataNode传送给客户端从而减轻主服务器压力提高文件传送效率. 实验结果表明通过此方案很好地解决了HDFS对大量小文件存取支持不足的缺点,提高了HDFS文件系统对海量小文件的读写性能,此方案适用于具有海量小文件的云存储系统,可以降低NameNode内存消耗提高文件读写效率.     

一种面向HDFS中海量小文件的存取优化方法*

为了解决HDFS(Hadoop Distributed File System)在存储海量小文件时遇到的NameNode内存瓶颈等问题,提高HDFS处理海量小文件的效率,提出一种基于小文件合并与预取的存取优化方案。首先通过分析大量小文件历史访问日志,得到小文件之间的关联关系,然后根据文件相关性将相关联的小文件合并成大文件后再存储到HDFS。从HDFS中读取数据时,根据文件之间的相关性,对接下来用户最有可能访问的文件进行预取,减少了客户端对NameNode节点的访问次数,提高文件命中率和处理速度。实验结果证明,该方法有效提升了Hadoop对小文件的存取效率,降低了NameNode节点的内存占用率。     

多模态医疗数据中海量小文件存储优化方法

Hadoop分布式文件系统(HDFS)通常用于大文件的存储和管理,当进行海量小文件的存储和计算时,会消耗大量的NameNode内存和访问时间,成为制约HDFS性能的一个重要因素.针对多模态医疗数据中海量小文件问题,提出一种基于双层哈希编码和HBase的海量小文件存储优化方法.在小文件合并时,使用可扩展哈希函数构建索引文件存储桶,使索引文件可以根据需要进行动态扩展,实现文件追加功能.在每个存储桶中,使用MWHC哈希函数存储每个文件索引信息在索引文件中的位置,当访问文件时,无须读取所有文件的索引信息,只需读取相应存储桶中的索引信息即可,从而能够在O(1)的时间复杂度内读取文件,提高文件查找效率.为了满足多模态医疗数据的存储需求,使用HBase存储文件索引信息,并设置标识列用于标识不同模态的医疗数据,便于对不同模态数据的存储管理,并提高文件的读取速度.为了进一步优化存储性能,建立了基于LRU的元数据预取机制,并采用LZ4压缩算法对合并文件进行压缩存储.通过对比文件存取性能、NameNode内存使用率,实验结果表明,所提出的算法与原始HDFS、HAR、MapFile、TypeStorage以及...     

基于EHDFS的海量小文件存储与检索方法

为有效解决HDFS面对多类型的海量小文件存在存储效率与检索速率低下的问题,构建一种基于EHDFS架构的存取方案.存储阶段,引入最优化策略,建立新的合并存储模型,使小文件最大化填满且均匀分布于Block,提高DataNode空间利用,降低NameNode内存开销.检索阶段,改进MapFile映射关系结构、索引存储位置与组...     

一种性能优化的小文件存储访问策略的研究

在分布式文件系统中,小文件的管理一般存在访问性能较差和存储空间浪费较大等缺点.为了解决这些问题,提出了一种性能优化的小文件存储访问(SFSA)策略.SFSA将逻辑上连续的数据尽可能存储在物理磁盘的连续空间,使用Cache充当元数据服务器的角色并通过简化的文件信息节点提高Cache利用率,提高了小文件访问性能;写数据时聚合更新数据及其文件夹域中的相关数据为一次I/O请求写入,减少了文件碎片数量,提高了存储空间利用率;文件传输时利用局部性原理,提前发送批量的高访问率的小文件,降低了建立网络连接开销,提升了文件传输性能.理论分析和实验证明,SFSA的设计思想和方法能有效地优化小文件的存储访问性能.     

Filter Cache:一种提高Lustre I/O性能的方法

高性能计算系统需要一个可靠高效的并行文件系统.Lustre集群文件系统是典型的基于对象存储的集群文件系统,它适合大数据量聚合I/O操作.大文件I/O操作能够达到很高的带宽,但是小文件I/O性能低下.针对导致Lustre的设计中不利于小文件I/O操作的两个方面,提出了Filter Cache方法.在Lustre的OST组件中设计一个存放小文件I/O数据的Cache,让OST端的小文件I/O操作异步进行,以此来减少用户感知的小文件I/O操作完成的时间,提高小文件I/O操作的性能.