导读：数据治理是一个很大的话题，本文将主要介绍存储服务相关工作，聚焦成本治理。文章主要分两大部分，四个小节：第一部分：主要讲述小米数据治理的演进过程，从高层视角来看小米的数据治理是如何开展的：1. 朴素数据治理；2. 用大数据治理大数据。第二部分：聚焦团队的工作，如成本优化等具体内容：1. HDFS 的治理实践；2. HBase 的治理实践。
01 朴素数据治理
数据治理的内涵是不断丰富的，把时间倒回到 2018 年，小米刚开始做数据治理的时候，当时对数据治理的认识是很朴素的，数据治理就等于成本治理。
公司随着业务发展、组织架构调整、交接不规范、商务谈判等等，都会造成资源上的浪费。起初不多，治理的价值不高，大家更多的精力还是放在满足业务需要上。到 2018 年这个时间点，治理已经可以有不错的收益了，值得投入一些人力去治理了。
具体如何去做成本治理呢？简单说就是“抓大放小”。先盘点哪些服务的成本最高，再找出哪些集群的成本是最高的，然后每个负责人就各自领自己的治理任务，推进成本优化。
这么做的好处在于：目标清晰、简单高效。一方面，积累到 2018 年已经有不少浪费了，抓大放小的治理有很好的效果。另一方面，当时的工作重点仍在满足业务需求上，不能让治理动作消耗太多人力，目标是：投入有限的人力和时间快速取得结果。
这样做也存在一些问题：
1. 不可观测
成本、资源利用率不可观测，看不到就不会有成本意识，没有及时反馈，就会容易松懈，最终演变为运动式治理，每年年初搞一次。
2. 各自算帐
各个服务负责人要自己去算账，算账的口径不统一，比如算节约了多少钱，有的用的是商务价格，有的用的是内部账单价格，有的用的是过保价格，有的算的是相比去年同期节约了多少钱，有的算的是相比未来年底增长节约了多少钱。
3. 分工不合理
存储平台作为底层平台，和业务中间还隔着好几层，但是我们背着治理的指标，就需要去找业务沟通，效率不是很高，成本优化技术研发工作也被 delay 了。
02 用大数据治理大数据
随着公司发展，大数据治理的内涵也在发生了变化，治理不再只是成本治理，同时相比运动式治理我们更需要长期生效的治理，于是治理发展到了新阶段，即用大数据治理大数据，做到数据资产化、可衡量。
新阶段的数据治理要解决哪些问题呢？第一个还是成本问题，第二个是数据质量差问题，比如某个团队产生的数据表，其他团队正好需要，但他们不敢用，因为他们不知道数据质量怎么样，对方是不是还在维护这张表，是不是能按时产出，即可能存在时效性的问题。业务方只能自己产出和维护一份同样的表，于是有引入了重复建设的问题。最后是安全隐私问题，平台侧的审查还不够完善。
针对以上问题，我们希望能够用一套通用的方法，把这些问题统一管控。
解决办法就是用大数据治理大数据，简单说就是三步走。
第一步，建元仓。
所有服务都要把自己的元数据接入到元仓中，可以看到 Yarn、Hive、HBase、主机和集群信息等等，都接入到元仓中。这一步做到了统一口径，服务节约多少钱都以元仓为准。另一点是有据可查，所有参与的人都能看到服务和集群的成本以及资源利用率。
第二步，定特征。
有了数据，就可以定特征。特征是一系列规则，用于筛选出不合理的使用，比如产出表未被读取、表存在相似数据、存储生命周期设置的不合理、表没有 owner 没有负责人等等。特征是服务方和业务方一起沟通后定下来的，每天会带着这些特征扫描元仓，把有问题的表找出来。
第三步，产品化。
知道了哪些表有问题，下一步就是如何去触达用户。这里我们设计了一个治理产品，把所有的数据都换算成健康分，然后通过一个网页让业务的负责人，包括他们的大老板，可以直接看到健康度怎么样。同时要给一些治理建议，比如开启自动冷备，治理完成后分数就涨上来了。
存储平台作为数据治理的一环，承接成本治理工作，对应到 3 步里是：元数据接入、提供特征、提供治理技术方案。
今年上半年我们用了 2 个多月的时间把这套方法落地了，主机数减少了23.8%，主机成本降低了 38.9%，主机成本降的比主机多是因为下的是比较贵的机器。
以上介绍了小米在数据治理方面的演进过程，接下来介绍存储平台在成本治理中具体做了哪些工作，我们做的成本治理的技术对应到前端优化都有哪些治理建议。
03 HDFS 的治理实践
首先介绍一下 HDFS 的治理实践。
HDFS 治理策略是冷热分层，低成本存储技术有很多，包括：高密度、Hadoop 3 EC、在高密度机器上做 EC 等等，选型时要结合小米自身业务特点。小米的特点是集群全球部署，海外都是直接部署在公有云上。公有云不提供高密度机器，公有云上最便宜的存储是对象存储，所以海外成本治理一定要围绕对象来做。又考虑到全球统一架构，集中开发人力，我们最终选择了 Tiering 方案，把冷数据保存到对象存储里，在国内和海外是同一套方案。
具体做法：
（1）Tiering 在 HDFS 中引入了对象文件，它没有块，只是记录了一系列对象 uri。
（2）所有文件在刚写入的时候都是基于块的文件，保存在 DN 上。
（3）治理服务会周期地扫描特征，发现要治理的文件后，发送给 NN，NN在 INode 上打一个标记。我们部署了一个服务定期解析 image，把这些文件找出来，转为对象文件。
（3）转对象的过程是通过 spark 任务完成的，它先把文件读出来拆成对象写入，并在文件写完后发送 RPC 给 NN。NN 会新建一个对象 INode 把原来的 INode 替换掉，原来的 INode 会在 safeBox 中保存一段时间。
下面是读的过程：
（1）左侧是正常用户读，先从 NN 获取地址，再去 DN 读数据。
（2）Tiering 的读流程是一样的，右侧小人也是先去 NN 拿地址，不过这次拿到的是一个假的块 id，和随机选择的 proxy dn 地址，之后 client 去 proxy dn 读数据。Proxy dn 是一组没有盘的 DN，只负责读 Tiering 文件。收到请求后，它会解析出 object uri，并去对象存储把内容读出来，返回给用户。Proxy DN 上要做带宽控制，一是限制单个 DN 的流量，二是限制专线流量。因为在国内我们的部署方式是物理机房+公有云，Client 和对象存储一个在 IDC 一个在公有云，通过专线相连，是要做限速的。海外没有这个问题，海外的 client 和对象存储在同一个 az。
（3）有一些特殊情况要处理，比如 transform 成功后，原文件要被删掉。如果有一些 client 缓存了地址或是正在读，就会失败。对于失败处理的逻辑要修改下，否则会报 blkId 不匹配。另一点是短路读，HDFS 短路读是通过 Domain Socket 在进程间传递fd，从而直接读块文件。但是 proxy dn 是没有 fd 的，和 client 在一起也不能短路读。最好是关掉，不关闭也没关系，短路读失败会自动重试，走网络读。
下面介绍 HDFS 的治理策略，如何自动化地做冷热分层。因为 HDFS 上大部分保存的是结构化的表，所以自动化治理完全是基于结构化数据。对于非结构化数据，我们先看其能否被当作一张表来治理，如果不能的话就先不治理了。
对于结构化的表要怎么治理呢？我们先判断表的创建时间，如果是 93 天以内创建的，那这个表还很新，先不治理它，给它打个 80 分。如果超过了 93 天，我们要治理它，先看看这张表有没有分区。如果没有分区，那就只能整表来看最近 93 天有没有访问，没有访问的话推给用户建议他治理。如果有分区，情况会好一些，我们逐个分区去看最近访问情况。这是我们要把表分为两类，一类是不可再生的表，比如原始日志，原始日志我们是可以从血缘关系里找出来的，或是计算起来极其麻烦资源耗费很大的表，这些表被列为不可再生表。除此之外都是可再生表，出了问题我们可以重新计算。我们要求用户必须给自己的表设置 ttv 和 ttl，ttv 就是建议访问周期，ttl是生命周期。对于不可再生表，如果超过 ttv 没超过 ttl，就是温数据，保存到对象里，如果超过 ttl 就直接删掉。对于可再生表，如果超过 ttv 没超过 2 倍 ttv 就是温数据，超过 2 倍 ttv 就是冷数据，都保存到对象里，区别是一旦数据转冷，就要用对象的归档类型，不支持直接访问，读之前需要先恢复。
04 HBase 的治理实践
接下来介绍 HBase 的治理。
HBase 在小米应用很广泛，主要是用在在线场景，作为在线的数据库，保存索引、IOT 指令、消息等等。在线场景对延迟有要求，所以我们大部分集群使用的都是 SSD。HBase 的治理思路也是冷热分离，比 SSD 便宜的存储方式包括：HDD、Tiering、HDFS EC、高密度机器。
不同存储方式要服务不同的场景，HBase 的场景比 HDFS 要复杂，下面介绍不同场景如何选择冷存储方案。
场景1：一致性要求高的备集群和离线集群
小米主备集群用 replication 同步，数据存在不一致。备集群分两种，一种是容灾用的，即一致性要求高的备集群。另一种是解决可用性问题的，即可用性要求高的备集群。
对一致性要求高的业务仅在主集群彻底无法访问时，比如机房网络全都断掉了，或是机房起火了，才会切换到备集群，切换后业务方允许大部分有一定恢复时间，因此我们可以用比较便宜的存储来保存备集群数据，只要能在一定时间恢复到 SSD 上就行。
离线集群指用来跑 Spark、Hive 作业的集群，都是离线作业性能要求不高。
针对这两种情况，我们都采用 Tiering 保存 HFile。WAL 仍使用三副本方式写入，不会因为写得慢阻塞同步。Tiering的性能在做全表 scan 时和 HDD 一致，Get 时比HDD 慢 22 倍，高延迟高吞吐，用在这里是合适的。
场景2：可用性要求高的备集群
对于可用性要求高的备集群，当主集群发生故障，用户需要马上切到备集群继续提供服务。这时用 Tiering 就不合适了，我们采用 EC 的方式，提供和主集群相近的性能，同时牺牲一些毛刺。
场景3：HBase 中的在线表
第三类场景是一些在线表保存了时序数据。我们可以通过时间戳对数据冷热进行划分，以 HFile 为粒度进行冷备。在国内我们采用 HDD 存储，海外采用 Tiering。
其实这里国内的选择不止 HDD，也可以选择 Tiering、EC+ 高密度等等。
场景4&5：迁移到离线，归档删除
还有两个小的场景，对于只写不读的在线表，我们会建议用户把表迁移到离线集群去，使用 Tiering 保存 HFile。对于 7 天无读无写的在线表，或是 1 年无读无写的离线表，我们建议用户直接把表删掉。因为我们面对的是在线业务，且没有血缘能统计出表是不是可再生，删除数据需要很谨慎，我们一般是先归档保存一份，再删除。
Hbase 的治理思路如上图所示。首先 HBase 这里我们没有统计血缘，没办法看出来表是不是可再生，首先我们判断表是不是无用表。长期无读无写的，建议归档后删掉。无读有写的在线表，建议保留但是迁移到离线集群。对于所有需要长期保存的表，如果是离线集群就全部 Tiering 转存到对象，如果是可用性要求高备集群就 EC，如果是一致性要求高备集群就 Tiering，如果是时序表就在表内做冷热分离。
HBase 的实例节约了 16.6% 的机器。