HBase如何实现多租户-创新互联
这篇文章主要介绍了HBase如何实现多租户,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。
成都创新互联是一家网站设计公司,集创意、互联网应用、软件技术为一体的创意网站建设服务商,主营产品:响应式网站开发、成都品牌网站建设、成都营销网站建设。我们专注企业品牌在网站中的整体树立,网络互动的体验,以及在手机等移动端的优质呈现。成都网站设计、网站制作、外贸营销网站建设、移动互联产品、网络运营、VI设计、云产品.运维为核心业务。为用户提供一站式解决方案,我们深知市场的竞争激烈,认真对待每位客户,为客户提供赏析悦目的作品,网站的价值服务。多租户(multi-tenancy technology),参考维基百科定义,它是在探讨与实现如何于多用户的环境下共享相同的系统或程序,并且仍可确保各用户间数据的隔离性。随着云计算时代的到来,多租户对于云上服务显得更加重要。所以HBase也有许多多租户相关的功能,其为多个用户共享同一个HBase集群,提供了资源隔离的能力。本文将从Namespace&ACL,Quota,RSGroup三个方面来进行介绍。
Namespace&ACL在HBase中,创建namespace是一个很轻量的操作,将不同业务的表隔离在不同的namespace是一个最简单的资源隔离的方法。同时,ACL、quota、 rsgroup等常用的资源隔离方式都支持设置在namespace上。
ACL,全称Access Control Lists,用于限制不同的用户对不同的资源的操作或访问权限。
使用ACL需要添加如下配置:
1、ACL的几个概念User分为普通user和super user。super user包括启动HBase服务的用户和hbase.superuser配置的用户,可以对集群进行管理操作。普通用户需要授权后,才能访问或操作HBase。Scope可以理解为资源的粒度。
HBase的各种操作需要的Action可以在HBase的官方文档中查看:http://hbase.apache.org/book.html#appendix_acl_matrix
结合用户的访问或操作需求,将user在合理的scope上设置合理的action,是实现用户权限控制的最佳方式。
2、设置或取消权限在HBase shell中或调用HBase API,设置或取消权限。shell中的操作如图:
设置namespace的权限需要加@前缀:
设置Cell的权限:
3、权限的存储存储在hbase:acl表中,rowkey是根据scope计算出来的。acl表结构如下表:
Cell权限使用tags of HFile v3存储。
4、鉴定权限鉴定权限是指判断某个用户是否拥有某个操作的权限。这个过程是在AccessController中完成的,AccessController是一个实现了MasterObserver、RegionServerObserver、RegionObserver等的coprocessor,在master、regionserver、region等操作的hook中检查权限。由于每台RS上都维护了完整的PermissionCache,检查PermissionCache中是否包含了所需的权限,如果权限不足,则抛出AccessDeniedException。
5、添加/删除权限添加/删除授予的过程如下图所示:
(1)client向有acl region的region server发出grant或revoke请求;
(2)收到请求的region server,将新的权限put或者delete到acl表中;
(3)AccessController在region的postPut和postDelete的hook中,如果操作的是acl region,则将更新的权限从acl table中读出,并写入到zk上;
(4)通过zk的监听机制,通知master和regionserver更新PermissionCache,实现权限在master和其他regionserver中的同步。
6、基于Procedure的添加/删除权限为了使用Procedure实现权限的同步,需要首先将grant/revoke请求发送到master处理, 参考HBASE-21739。然后在添加/删除权限阶段,主要有两个关键的步骤,一是记录权限到acl table中,二是将更新后的权限同步到全部的RegionServer上。设计了UpdatePermissionProcedure来实现这个操作,参考HBASE-22271(目前还没有合并到社区版的master分支)。在UpdatePermissionStorage阶段,更新acl表及zk,master上的PermissionCache,在UpdatePermissionCacheOnRS阶段,发起UpdatePermissionRemoteProcedure,更新RS的PermissionCache。
UpdatePermissionProcedure需要解决五种权限同步的case:
Grant:添加权限
Revoke:删除权限
Delete Namespace:删除namespace的全部权限
Delete Table:删除table的全部权限
Reload:重新获取全部的Permission。
在新的方案中,zk不用于通知RS更新PermissionCache,只用于acl的存储。因为当RS或Master启动时,acl table不一定online,此时,需要从zk上load permission。当acl表中的权限与zk上的权限不一致时,应该以acl表中的权限为准。因此,当master启动且acl table online后,发起类型为Reload的UpdatePermissionProcedure,更新zk上的permission,并更新RS上的PermissionCache。
Quota&Throttle由于集群的资源及服务能力是有上限的,Quota用于限制各个资源的数据量的大小及访问速度。
需要如下配置开启HBase的quota功能:
HBase中关于Quota的几个概念及其相互关系如下图所示:
1、Throttle QuotaThrottle限制单位时间内,访问资源的次数或数据量。
支持的时间单位包括sec, min, hour, day。
使用req限制请求的次数;
使用B, K, M, G, T, P限制请求的数据量的大小;
使用CU限制请求的读/写容量单位,一个读/写容量单位是指一次读出/写入数据量小于1KB的请求,如果一个请求读出了2.5K的数据,则需要消耗3个容量单位。可以通过hbase.quota.read.capacity.unit或hbase.quota.write.capacity.unit配置一个容量单位的数据量。
Machine scope代表throttle额度配置在单台RS上。Cluster代表throttle配额被集群的全部RS共享。如果不指定QuotaScope的话,默认为Machine。
设置Throttle的shell命令如下:
设置RegionServer的throttle(目前只支持使用all关键字代表全部的RegionServer,不支持对指定的RegionServer设置Quota),一般来说,RS的quota代表该RS的服务上限,推荐以秒为时间单位设置:
设置Cluster scope的quota:
Cluster scope的quota是如何分配到各个RS上的:
对于table的quota,TableMachineLimit = ClusterLimit / TotalTableRegionNum * MachineTableRegionNum;
对于namespace的quota,NamespaceMachineLimit = ClusterLimit / RsNum,需要注意的是,这里没有考虑RSGroup,如果把namespace隔离到某个RSGroup,分配到RS上的throttle limit是偏小的,后续需要改进这个计算方式。
GlobalBypass在全局范围内,跳过throttle,配置在用户上。
2、Space QuotaSpace用于限制资源的数据量大小,配置在namespace或者table上。当数据量达到限额时,执行配置的违反策略,包括:
Disable:disable table/ the tables of namespace
NoInserts:禁止除Delete以外的Mutation操作,允许Compaction
NoWrites:禁止Mutation操作,允许Compaction
NoWritesCompactions:禁止Mutation操作,禁止Compaction
看当前Space quota的快照(这里的快照并不是HBase中的快照),而是指当前表的空间大小,配置的limit,触发的策略的状态:
限制namespace的table或region数量:
hbase.namespace.quota.maxtables/hbase.namespace.quota.maxregions
如果超出限制的话,会抛出QuotaExceededException。
Space quota的实现原理是:
(1)RS周期的把Region size信息发送给master:RegionSizeReportingChoreMaster
(2)统计表的size及触发的策略并存到quota表:QuotaObserverChoreRS
(3)周期的读quota表,执行policy:SpaceQuotaRefresherChore
3、Soft limit配置throttle limit为soft limit,也就是在集群资源富余的情况下,允许超发,使用如下命令打开或关闭超发:
注意,超发是指允许用户在RS的quota有富余的情况下,允许请求超出配置的user/namespace/table的quota,因此,必须首先设置RS的quota,才能打开超发功能。RS的quota推荐设置的时间单位为秒,因为使用其他时间单位的话,一旦RS的quota被其它用户的请求先消耗的话,恢复quota需要较长的时间,可能会影响后续的请求,即使这些后来的请求并没有超出其配置的user/namespace/table quota。
4、Quota存储quota相关的信息存储在hbase:quota表中。
row key主要有以下几种:
n.namespace:namespace的quota
t.table:table的quota
u.user:user的quota
r.all:RegionServer的quota
exceedThrottleQuota:是否允许超发
Throttle相关的quota存储在q CF中,Space相关的quota存储在u CF中。
Throttle是否打开存储在/hbase/rpc-throttle的zk节点上,值为true或者false。因为打开或关闭Throttle是实时生效的,而其它quota配置是通过RS定期的读quota表,是延迟生效的。
5、Throttle设置throttle分为2步:
(1)client向master发送set quota请求,master把quota存入hbase:quota表中;
(2)RS每五分钟,从quota表中加载最新的quota值并更新QuotaCache。因此,对于新设置的quota,最多五分钟后生效(可以通过hbase.quota.refresh.period配置时间间隔)。
当读写请求到达RS上时,限流过程如下图所示:
其中,在读数据前,会首先预估本次请求将要消耗的quota数目,目前社区的代码是按照一个get或mutate预计消耗100字节,一个scan预计消耗1000字节,这里应该是可以优化的,可以根据上次请求后读出的数据量来动态的调整预估的字节数。
Throttle limit是设置在某个时间单位上的,会随着时间的推移逐渐恢复,主要有两种恢复方式:
(1)Average Interval Refill(默认):根据当前和上一次的恢复时间,恢复出这段时间内的quota,但大不能超出quota配置的limit。
比如,配置了100资源/秒,100ms后,恢复出10个资源。2s后,恢复出100资源,而不是200资源。
(2)Fixed Interval Refill:经过固定的时间间隔,恢复出全部quota。
比如,配置了100资源/秒,如果上次quota恢复的时间是10:10:10,100,则下次恢复时间为10:10:11,100,并记录本次恢复时间,如果在10:10:11,099访问,此时可用资源依然为0。
打开或关闭限流:
关闭限流时,配置的throttle将不会进行限流,即使集群开启了quota功能。
RSGroupRSGroup,是把RS分配到不同的组中,之后,将namespace或者table分配到某个RSGroup中,从而实现隔离的目的,可以形象的理解为每个RSGroup组成了一个小集群。
使用RSGroup,需要添加如下配置:
当开启RSGroup后,所有的RS默认在default这个group中。
创建新的group后,必须首先移入RS到这个group中,之后才能把namespace或者table移动到这个group中。
添加新的RSGroup:
先将RS移动到这个group中,再将namespace移动到这个group中:
RSGroup的功能主要在RSGroupAdminEndpoint中实现,它是一个实现了MasterObserver的Endponit,在master操作的hook中,将table的region移动到对应的RSGroup中。
RSGroup的信息存储在hbase:rsgroup表中。同时,RSGroup的信息也在zk中存储,当集群启动时,rsgroup表还没有online时,从zk中读出RSGroup的信息。
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新闻标题:HBase如何实现多租户-创新互联
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