[ Hadoop ] 하둡 파일시스템 이미지와 에디트 로그

HDFS 네임노드의 파일시스템 이미지와 에디트 로그에 대한 내용은 하둡을 운영하기 위해 기본적으로 알아야 할 내용이기에 정리해본다.

해당 내용은 '하둡 완벽 가이드(4판)'을 정리한 내용이다.

파일시스템 이미지와 에디트 로그

[ 네임노드의 파일시스템 메타데이터 관리 방법 ]

파일시스템의 클라이언트가 쓰기 동작(파일 생성이나 이동)을 하면 일단 에디트 로그에 해당 내역이 기록된다. 네임노드는 파일시스템의 메타데이터를 인메모리(in-memory, 파일과 메모리 양쪽에 데이터를 유지하는 방식)로 관리하는데, 에디트 로그를 먼저 변경한 후 메모리상의 메타데이터도 변경한다. 클라이언트의 읽기 요청에는 인메모리 데이터만 사용된다. 

[ 에디트 로그 ]

에디트 로그는 개념적으로 단일 개체지만 디스크에는 다수의 파일로 관리된다. 각 파일을 세그먼트라고 하며 접두사 edits와 트랜잭션 ID를 의미하는 접미사로 구성되어 있다. 한번에 하나의 파일만 쓰기를 위해 열린다. 네임노드는 쓰기 동작이 끝날 때마다 성공했다는 결과를 클라이언트에 알려주기 전에 에디트 로그를 플러시(flush)하여 동기화시킨다. 네임노드는 여러 개의 디렉터리에 에디트 로그를 기록할 수 있기 때문에 변경 내역을 모든 에디트 로그 복제본 파일에 플러시하고 동기화한 후에 성공했다는 것을 알려주어야 한다. 이는 어떠한 기계적 결함에도 데이터가 손실되지 않도록 하기 위함이다. 

[ fsimage 파일 ]

각각의 fsimage파일은 파일시스템 메타데이터의 완전하고 영속적인 체크포인트다(fsimage 파일의 접미사는 파일시스템 이미지의 마지막 트랜잭션을 나타낸다). 파일시스템에서 쓰기 동작이 있을 때마다 fsimage 파일을 변경하지는 않는데, fsimage 파일이 기가바이트 크기로 커지면 성능이 매우 느려지기 때문이다. fsimage 파일을 바로 갱신하지 않더라도 하둡의 장애복구능력이 저하되는 것은 아니다. 만약 네임노드에 장애가 발생하면 먼저 fsimage를 메모리에 로드하고 에디트 로그파일에서 특정 지점 이후에 발생한 변경 내역들을 메모리에 반영하여 파일시스템의 메타데이터를 최신의 상태로 복원할 수 있기 때문이다. 

각 fsimage 파일은 파일시스템에 존재하는 모든 디렉터리와 파일의 아이노드(inode)정보를 직렬화한 파일이다. 각 아이노드는 파일이나 디렉터리 메타데이터의 내부 구조를 나타내며 파일의 복제 수준, 변경 및 접근 시간, 접근 권한, 블록 크기, 파일을 구성하는 블록 집합과 같은 정보를 가지고 있다. 디렉터리에는 파일과 달리 변경 시간, 권한, 할당 크기와 같은 메타데이터 정보가 저장되어 있다.

블록이 실제 저장된 데이터노드에 대한 정보는 fsimage 파일에 기록되지 않는다. 대신 네임노드는 매핑 정보(어떤 블록이 어느 데이터노드에 저장되어 있는지)를 메모리에서 따로 관리한다. 네임노드는 클러스터에 데이터노드가 추가될 때마다 블록 목록에 대한 정보를 데이터노드에 요청하여 매핑 정보를 구성하며, 주기적으로 네임노듣의 블록 매핑 정보를 최신 상태로 갱신한다. 

읽어주셔서 감사합니다. 포스팅을 마치도록 하겠습니다:)