一文读懂HBase多租户

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。

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。

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 Quota

Throttle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 Quota

Space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复制代码

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。

RSGroup

RSGroup，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。

综上，就是HBase中多租户相关功能的介绍，希望大家在生产环境中多多使用，并向社区反馈改进建议，共同推动HBase多租户功能的进一步完善。

关于作者

梅祎，小米最年轻的美女HBase Committer，梅祎所在的HBase生态组，团队技术氛围浓厚，累计培养了9位HBase Committer和2位PMC，还有多位开源项目Contributer。欢迎开源爱好者及HBase爱好者加入我们一起成长。

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