大数据----【HDFS】

HDFS入门

1. HDFS基本概念

1.1 HDFS介绍

HDFS 是 Hadoop Distribute File System 的简称，意为：Hadoop 分布式文件系统。

分布式文件系统解决的问题就是大数据存储。

1.2 HDFS设计目标

• 硬件故障是常态 , 因此故障的检测和自动快速恢复是HDFS的黑心架构目标
• 数据访问的高吞吐量
• 支持大文件
• 对文件的要求是 write-one-read-many 访问模型 , 即一次写入多次读取
• 移动计算的代价比移动数据的代价低
• 可移植性

2. HDFS重要特性

• HDFS特性

  • 主从架构 , 各司其职
  • 分块存储 hadoop 2.x默认是128M/块(1.x默认是64M)

  如下例子
  1.txt  100M  blk-1:0-100M 
  2.txt  150M	 blk-1:0-128M  blk-2:129-150M
  

  • 副本机制 默认3副本 指的是最终有几个副本

主角色有自己的职责 : 管理文件系统目录树 文件块信息

从角色也有自己的职责 : 保存最终的块的存储

两者各司其职 , 共同对外提供了分布式文件存储的能力

hdfs职责概述图解如下

namenode作为hdfs的老大 , 管理着文件系统的全部元数据

• 目录树
• 文件跟块对应信息
• datanode信息(dn是否存活 , 磁盘是否已满)

访问 : hdfs://namenode_ip:9000

Q1 : 分布式是用来干什么的 , 为什么使用分布式?

​ 分布式是用来解决大数据的存储的问题 , 由于传统的文件存储模式固有的瓶颈 : 内存不足、磁盘不足 , 我们本能的采取缺啥补啥(加内存 , 加磁盘) , 但是这样的做法是有上限的 , 因此我们想到了增加机器 , 也就是分布式来解决这个问题.

Q2 : 为什么单独配置一台文件位置存储的服务器?

​ 由于文件系统变成多台的时候 , 查询文件变得不那么方便了 , 因此我们专门部署一台服务器用于记录文件所在的位置信息 , 用元数据描述清文件所在的位置 , 这样使得查询文件变得方便且快速.

Q3 : 为什么使用分块存储?

​ 由于文件的过大 , 会导致文件上传和下载变得耗时 , 因此我们采取分块存储的技术来实现存储的高效性 , 同时分块使得文件查询也变得有条不紊 .

Q4 : 为什么要备份(副本)?

​ 为了防止机器出现故障 , 导致数据块的缺失 , 同时保证数据的安全性 , 同时也有一些弊端 , 备份越大 , 表明冗余越高 , 但是数据越安全 , 这是一个抉择问题.

总结 : 分布式文件系统特征

如何解决文件存不下问题---->分布式 , 多台机器

如何解决数据查找不方便的问题----> 元数据记录 , 抽象成立于人理解的目录树

如何解决数据上传下载耗时问题---->分块存储

如何解决数据丢失安全问题---->备份 , 副本机制

模拟实现分布式文件系统图解

3. HDFS基本操作

3.1 Shell命令行客户端

方法 : hadoop fs args代表参数

URI 格式为 scheme://authority/path。对于 HDFS，该 scheme 是 hdfs，对于本地 FS，该 scheme 是 file。scheme 和 authority 是可选的。如果未指定，则使用配置中指定的默认方案。

hdfs shell客户端

hadoop fs -ls hdfs://node-1:9000/   操作hdfs文件系统
hadoop fs -ls file:///root   操作本地文件系统
hadoop fs -ls /  如果不指定 就采用默认文件系统  至于默认文件系统是谁 看配置文件fs.defaultFS

• hadoop fs -put local mubiao 把文件从本地文件系统复制到目标文件系统
• hadoop fs -get mubiao local 把目标文件复制到本地文件系统

Q: 哪个是本地文件系统？（windows linux hdfs）

本地文件系统 指的是 执行命令所在机器的文件系统就是本地

比如：node-1 执行 从node-1的本地linux文件系统上传到hdfs分布式文件系统

hadoop fs -put file:///root/install.log.syslog hdfs://node-1:9000/in
等价于
hadoop fs -put install.log.syslog /in

3.2 Shell命令选项

选项名称	使用格式	含义
-ls	-ls <路径>	查看指定路径的当前目录结构
-lsr	-lsr <路径>	递归查看指定路径的目录结构
-du	-du <路径>	统计目录下个文件大小
-dus	-dus <路径>	汇总统计目录下文件(夹)大小
-count	-count [-q] <路径>	统计文件(夹)数量
-mv	-mv <源路径> <目的路径>	移动
-cp	-cp <源路径> <目的路径	复制
-rm	-rm [-skipTrash] <路径>	删除文件/空白文件夹
-rmr	-rmr [-skipTrash] <路径>	递归删除
-put	-put <多个 linux 上的文件>	上传文件
-copyFromLocal	-copyFromLocal <多个 linux 上的文件>	从本地复制
-moveFromLocal	-moveFromLocal <多个 linux 上的文件>	从本地移动
-getmerge	-getmerge <源路径>	合并到本地
-cat	-cat	查看文件内容
-text	-text	查看文件内容
-copyToLocal	-copyToLocal [-ignoreCrc] [-crc] [hdfs源路径] [linux 目的路径]	从本地复制
-moveToLocal	-moveToLocal [-crc]	从本地移动
-mkdir	-mkdir	创建空白文件夹
-setrep	-setrep [-R] [-w] <副本数> <路径>	修改副本数量
-touchz	-touchz <文件路径>	创建空白文件
-stat	-stat [format] <路径>	显示文件统计信息
-tail	-tail [-f] <文件>	查看文件尾部信息
-chmod	-chmod [-R] <权限模式> [路径]	修改权限
-chown	-chown [-R] [属主][:[属组]] 路径	修改属主
-chgrp	-chgrp [-R] 属组名称 路径	修改属组
-help	-help [命令选项]	帮助

3.3 Shell 常用命令介绍

• ls
  使用方法：hadoop fs -ls [-h][-R]
  功能：显示文件、目录信息。
  示例：hadoop fs -ls /user/hadoop/file1==> 显示user/hadoop下的file1文件信息
• mkdir
  使用方法：hadoop fs -mkdir [-p]
  功能：在 hdfs 上创建目录，-p 表示会创建路径中的各级父目录。
  示例：hadoop fs -mkdir –p /user/hadoop/dir1==> 在user/hadoop下创建dir1文件夹
• put
  使用方法：hadoop fs -put [-f][-p] [ -| .. ].
  功能：将单个 src 或多个 srcs 从本地文件系统复制到目标文件系统。
  -p：保留访问和修改时间，所有权和权限。
  -f：覆盖目的地（如果已经存在）
  示例：hadoop fs -put -f startZk.sh /test==> 将linux本地的startZk.sh上传到hadoop根目录下的test目录下
• get
  使用方法：hadoop fs -get [-ignorecrc][-crc] [-p][-f]
  -ignorecrc：跳过对下载文件的 CRC 检查。
  -crc：为下载的文件写 CRC 校验和。
  功能：将文件复制到本地文件系统。
  示例：hadoop fs -get /test/startZk.sh /root/test==> 将hadoop的test文件夹下的startZk.sh下载到本地root目录下的test目录下
• appendToFile
  使用方法：hadoop fs -appendToFile ...
  功能：追加一个文件到已经存在的文件末尾
  示例：hadoop fs -appendToFile 1.txt /test/2.txt==> 将本地1.txt内容追加到hadoop的test目录下的2.txt后
• cat
  使用方法：hadoop fs -cat [-ignoreCrc] URI [URI ...]
  功能：显示文件内容到 stdout
  示例：hadoop fs -cat /test/2.txt==>显示2.txt的内容到stdout
• tail
  使用方法：hadoop fs -tail [-f] URI
  功能：将文件的最后一千字节内容显示到 stdout。
  -f 选项将在文件增长时输出附加数据。
  示例：hadoop fs -tail /hadoop/hadoopfile
• chgrp
  使用方法：hadoop fs -chgrp [-R] GROUP URI [URI ...]
  功能：更改文件组的关联。用户必须是文件的所有者，否则是超级用户。
  -R 将使改变在目录结构下递归进行。
  示例：hadoop fs -chgrp othergroup /hadoop/hadoopfile
• chmod
  功能：改变文件的权限。使用-R 将使改变在目录结构下递归进行。
  示例：hadoop fs -chmod 666 /hadoop/hadoopfile
• chown
  功能：改变文件的拥有者。使用-R 将使改变在目录结构下递归进行。
  示例：hadoop fs -chown someuser:somegrp /hadoop/hadoopfile
• copyFromLocal
  使用方法：hadoop fs -copyFromLocal URI
  功能：从本地文件系统中拷贝文件到 hdfs 路径去
  示例：hadoop fs -copyFromLocal /root/1.txt /
• copyToLocal
  功能：从 hdfs 拷贝到本地
  示例：hadoop fs -copyToLocal /aaa/jdk.tar.gz
• cp
  功能：从 hdfs 的一个路径拷贝 hdfs 的另一个路径
  示例： hadoop fs -cp /aaa/jdk.tar.gz /bbb/jdk.tar.gz.2
• mv
  功能：在 hdfs 目录中移动文件
  示例： hadoop fs -mv /aaa/jdk.tar.gz /
• getmerge
  功能：合并下载多个文件
  示例：比如 hdfs 的目录 /aaa/下有多个文件:log.1, log.2,log.3,…
  hadoop fs -getmerge /aaa/log.* ./log.sum
• rm
  功能：删除指定的文件。只删除非空目录和文件。-r 递归删除。
  示例：hadoop fs -rm -r /aaa/bbb/
• df
  功能：统计文件系统的可用空间信息
  示例：hadoop fs -df -h /
• du
  功能：显示目录中所有文件大小，当只指定一个文件时，显示此文件的大小。
  示例：hadoop fs -du /user/hadoop/dir1
• setrep
  功能：改变一个文件的副本系数。-R 选项用于递归改变目录下所有文件的副本
  系数。
  示例：hadoop fs -setrep -w 3 -R /user/hadoop/dir1