关于OBS并行导入

概述

在数据迁移、ETL（Extract-Transform-Load）过程中，需要向GaussDB(DWS)并行导入海量数据，使用普通方式会耗费大量的时间。GaussDB(DWS)提供了OBS（Object Storage Service）及外表接口，通过OBS外表设置的导入URL路径、导入数据格式等信息来识别数据源文件，利用多DN（Datanode）并行的方式，实现了数据的快速并行导入。

相关概念

• 数据源文件：存储有数据的TEXT、CSV、ORC、CARBONDATA文件。文件中保存的是待并行导入数据库的数据。
• OBS：对象存储服务，是一种可存储文档、图片、影音视频等非结构化数据的云存储服务。向GaussDB(DWS)并行导入数据时，数据对象放置在OBS服务器上。
• 桶（Bucket）：对OBS中的一个存储空间的形象称呼，是存储对象的容器。
  • 对象存储是一种非常扁平化的存储方式，桶中存储的对象都在同一个逻辑层级，去除了文件系统中的多层级树形目录结构。
  • 在OBS中，桶名必须是全局唯一的且不能修改，即用户创建的桶不能与自己已创建的其他桶名称相同，也不能与其他用户创建的桶名称相同。每个桶在创建时都会生成默认的桶ACL（Access Control List），桶ACL列表的每项包含了对被授权用户授予什么样的权限，如读取权限、写入权限、完全控制权限等。用户只有对桶有相应的权限，才可以对桶进行操作，如创建、删除、显示、设置桶ACL等。
  • 一个用户最多可创建100个桶，但每个桶中存放的总数据容量和对象/文件数量没有限制。
• 对象：是存储在OBS中的基本数据单位。用户上传的数据以对象的形式存储在OBS的桶中。对象的属性包括名称Key，Metadata，Data。

  通常，我们将对象等同于文件来进行管理，但是由于OBS是一种对象存储服务，并没有文件系统中的文件和文件夹概念。为了使用户更方便进行管理数据，OBS提供了一种方式模拟文件夹。通过在对象的名称中增加“/”，如tpcds1000/stock.csv，tpcds1000可以等同于文件夹，stock.csv就可以等同于文件名，而对象名称（key）仍然是tpcds1000/stock.csv、对象的内容就是stock.csv数据文件的内容。

• Key：对象的名称（键），为经过UTF-8编码的长度大于0且不超过1024的字符序列，一个桶里的每个对象必须拥有唯一的对象键值。用户可使用桶名+对象名来存储和获取对应的对象。
• Metadata：对象元数据，用来描述对象的信息。元数据又可分为系统元数据和用户元数据。这些元数据以键值对（Key-value）的形式随http头域一起上传到OBS系统。
  • 系统元数据由OBS系统产生，在处理对象数据时使用。系统元数据包括：Date, Content-length, last-modify, Content-MD5等。
  • 用户元数据由用户上传对象时指定，是用户自己对对象的一些描述信息。
• Data：对象的数据内容，OBS对于数据的内容是无感知的，即认为对象内的数据为无状态的二进制数据。
• 数据库普通表：数据库中的普通表，数据源文件中的数据最终并行导入到这些表中存储，包括行存表、列存表。
• 外表：用于识别数据源文件中的数据。外表中保存了数据源文件的位置、文件格式、编码格式、数据间的分隔符等信息。

导入数据原理

OBS导入原理如图1所示，CN负责任务的规划及下发，它是按文件给每个DN节点分配任务的。

分配算法如下：

例如，图1中，总共有4个节点DN0~DN3， OBS上有6个文件t1.data.0~t1.data.5，那么分配方式如下：

t1.data.0 -> DN0

t1.data.1 -> DN1

t1.data.2 -> DN2

t1.data.3 -> DN3

t1.data.4 -> DN0

t1.data.5 -> DN1

其中DN0 和DN1上分配了两个文件，其他DN分配了1个文件。

如果OBS上文件大小都相同时，OBS上的文件数与DN节点数的比例为1:1时导入性能为最好，因为每个DN分配的任务都相同。因此建议将数据文件存储到OBS前，尽可能均匀地将文件切分成多个，文件的数量以DN的整数倍更适合。

图1 通过OBS外表并行导入数据

导入流程图

图2 并行导入流程