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。     

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...     

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。     

分布式文件系统HDFS处理小文件的优化方案

Hadoop分布式文件系统(HDFS)是为可靠地存储和管理海量文件而设计。在HDFS中,所有的文件由单一的服务器NameNode来管理。因此,随着小文件数量的增加,会使HDFS系统性能下降。为了提高存储和访问HDFS上小文件的效率,本文提出了一个解决方案,即:扩展的Hadoop分布式文件系统(EHDFS)。这种方法把一组相关文件组合成一个大文件来减少文件的数量,然后建立一种索引机制,从这个组合文件中识别并访问客户所要的单个文件。实验结果表明EHDFS提高了存储和访问大量小文件的效率。     

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。     

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。     

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.     

Hadoop中处理海量小文件的方法

针对Hadoop中提供底层存储的HDFS对处理海量小文件效率低下、严重影响性能的问题.设计了一种小文件合并、索引和提取方案,并与原始的HDFS以及HAR文件归档方案进行对比,通过一系列实验表明,本文的方案能有效减少Namenode内存占用,提高HDFS的I/O性能.     

一种Hadoop小文件存储和读取的方法

HDFS(HadoopDistributedFileSystem)凭借其高容错、可伸缩和廉价存储的优点,在当前面向云计算的应用场景中得到了广泛应用.然而,HDFS设计的初衷是存储超大文件,对于海量小文件,由于NameNode内存开销等问题,其存储和读取性能并不理想.提出一种基于小文件合并的方法HIFM(HierarchyIndexFileMerging),综合考虑小文件之间的相关性和数据的目录结构,来辅助将小文件合并成大文件,并生成分层索引.采用集中存储和分布式存储相结合的方式管理索引文件,并实现索引文件预加载.此外,HIFM采用数据预取的机制,提高顺序访问小文件的效率.实验结果表明,HIFM方法能够有效提高小文件存储和读取效率,显著降低NameNode和DataNode的内存开销,适合应用在有一定目录结构的海量小文件存储的应用场合.     

基于磁光虚拟存储系统的文件调度算法

基于光盘库的Hadoop分布式文件系统（HDFS光盘库）在单位存储成本、数据安全性、使用寿命等方面非常符合当前大数据存储要求，但是HDFS不适合存储大量小文件和实时数据读取。为了使HDFS光盘库能更好地运用到更多大数据存储场景，本文提出一种更加适合大数据存储的磁光虚拟存储系统（MOVS, Magneto-optical Virtual Storage System）。系统在HDFS光盘库与用户之间加入磁盘缓存，并在磁盘缓存内通过文件标签分类、虚拟存储、小文件合并等技术将磁盘缓存内小文件合并为适合HDFS光盘库存储的大文件，提高系统的数据传输速度。系统还使用了文件预取、缓存替换等文件调度算法对磁盘缓存内文件进行动态更新，减少用户访问HDFS光盘库次数。实验结果表明，MOVS相对HDFS光盘库在响应时间和数据传输速度方面得到很大改善。     

SFFS：低延迟的面向小文件的分布式文件系统

社交网站和电子商务等网络服务发展迅速,这类服务需要存储大量图片、音乐、微博文本等小文件。传统的分布式存储系统,如HDFS（Hadoop distributed file system）,是面向大文件而设计的,在存储小文件时会产生元数据开销过大,访问延迟较高等问题,不能适应存储海量小文件的应用环境。分析了TFS（Taobao file system）的系统架构和读写流程,发现TFS在每次读/写过程中至少要建立3次网络连接,增大了读写延迟。针对海量小文件存储带来的挑战和TFS存在的问题,提出了一种新的低延迟、高可用的面向海量小文件的分布式存储方案,并实现了分布式文件系统SFFS（small-file file system）。性能测试表明,SFFS和TFS相比,写延迟降低了76.6%,读延迟降低了约10%。通过对系统结构的分析,相比于TFS,SFFS在中心节点的负载更轻,失效恢复更快,在可用性方面更有优势。     

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。     

An optimized approach for storing and accessing small files on cloud storage

Hadoop distributed file system (HDFS) is widely adopted to support Internet services. Unfortunately, native HDFS does not perform well for large numbers but small size files, which has attracted significant attention. This paper firstly analyzes and points out the reasons of small file problem of HDFS: (1) large numbers of small files impose heavy burden on NameNode of HDFS; (2) correlations between small files are not considered for data placement; and (3) no optimization mechanism, such as prefetching, is provided to improve I/O performance. Secondly, in the context of HDFS, the clear cut-off point between large and small files is determined through experimentation, which helps determine ‘how small is small’. Thirdly, according to file correlation features, files are classified into three types: structurally-related files, logically-related files, and independent files. Finally, based on the above three steps, an optimized approach is designed to improve the storage and access efficiencies of small files on HDFS. File merging and prefetching scheme is applied for structurally-related small files, while file grouping and prefetching scheme is used for managing logically-related small files. Experimental results demonstrate that the proposed schemes effectively improve the storage and access efficiencies of small files, compared with native HDFS and a Hadoop file archiving facility.     

海量教育资源中小文件的存储研究

Hadoop作为成熟的分布式云平台,能提供可靠高效的存储服务,常用来解决大文件的存储问题,但在处理海量小文件时效率显著降低。提出了基于Hadoop的海量教育资源中小文件的存储优化方案,即利用教育资源小文件间的关联关系,将小文件合并成大文件以减少文件数量,并用索引机制访问小文件及元数据缓存和关联小文件预取机制来提高文件的读取效率。实验证明,以上方法提高了Hadoop文件系统对小文件的存取效率。     

Enhancing throughput of the Hadoop Distributed File System for interaction-intensive tasks

The Hadoop Distributed File System (HDFS) is designed to run on commodity hardware and can be used as a stand-alone general purpose distributed file system (Hdfs user guide, 2008). It provides the ability to access bulk data with high I/O throughput. As a result, this system is suitable for applications that have large I/O data sets. However, the performance of HDFS decreases dramatically when handling the operations of interaction-intensive files, i.e., files that have relatively small size but are frequently accessed. The paper analyzes the cause of throughput degradation issue when accessing interaction-intensive files and presents an enhanced HDFS architecture along with an associated storage allocation algorithm that overcomes the performance degradation problem. Experiments have shown that with the proposed architecture together with the associated storage allocation algorithm, the HDFS throughput for interaction-intensive files increases 300% on average with only a negligible performance decrease for large data set tasks.