Hadoop是什么?Hadoop是一个开发和运行处理大规模数据的软件平台,是Appach的一个用java语言实现开源软件框架,实现在大量计算机组成的集群中对海量数据进行分布式计算.
大数据的四个特征:
海量的数据规模,多样的数据类型,快速的数据流转,数据价值的体现。
hadoop2x的核心模块
Hadoop Comon:
为其他Hadoop模块提供基础设施
Hadoop HDFS
一个高可靠,高吞吐量的分布式文件系统
Hadoop MapReduce:
一个分布式的离线并行计算框架
Hadoop YARN:
一个新的MapReduce框架,任务调度与资源管理
HDFS
Hadoop的设计思想受到Google公司的GFS设计思想的启示,基于一种开源的理念实现的分布式分布式文件系统。HDFS的设计基础与目标如下。
1)硬件错误(Hardware Failure)是常态,因而需要数据冗余技术。
2)流失数据访问(Streaming Data Access),即数据批量读取而非随机读写,Hadoop擅长做数据分析而不是事务处理。
3)大规模数据集(Large Data Sets)。
4)简单一致性模型(Simple Coherency Model),即为了降低系统复杂度,对文件采用一次性写多次读的逻辑设计,也就是文件一经写入,关闭,就再不要修改。
5)“Moving Computation is Cheaper than Moving Data”,通俗理解,程序采用“数据就近”原则分配节点执行。
6)Portability Across Heterogeneous Hardware and Software Platforms,即有着很强的可扩展性。
HDFS体系结构如图1所示,它采用主从结构,Namenode属于主段,Datanode属于从端。
Namenode
1)管理文件系统的命名空间。
2)记录 每个文件数据快在各个Datanode上的位置和副本信息。
3)协调客户端对文件的访问。
4)记录命名空间内的改动或者空间本省属性的改动。
5)Namenode 使用事务日志记录HDFS元数据的变化。使用映像文件存储文件系统的命名空间,包括文件映射,文件属性等。
从社会学来看,Namenode是HDFS里面的管理者,发挥者管理、协调、操控的作用。
1)负责所在物理节点的存储管理。
2)一次写入,多次读取(不修改)。
3)文件由数据库组成,一般情况下,数据块的大小为64MB。
4)数据尽量散步到各个节点。
从社会学的角度来看,Datanode是HDFS的工作者,发挥按着Namenode的命令干活,并且把干活的进展和问题反馈到Namenode的作用。
客户端如何访问HDFS中一个文件呢?具体流程如下。
1)首先从Namenode获得组成这个文件的数据块位置列表。
2)接下来根据位置列表知道存储数据块的Datanode。
3)最后访问Datanode获取数据。
注意:Namenode并不参与数据实际传输。
数据存储系统,数据存储的可靠性至关重要。HDFS是如何保证其可靠性呢?它主要采用如下机理。
1)冗余副本策略,即所有数据都有副本,副本的数目可以在hdfs-site.xml中设置相应的复制因子。
2)机架策略,即HDFS的“机架感知”,一般在本机架存放一个副本,在其它机架再存放别的副本,这样可以防止机架失效时丢失数据,也可以提供带宽利用率。
3)心跳机制,即Namenode周期性从Datanode接受心跳信号和快报告,没有按时发送心跳的Datanode会被标记为宕机,不会再给任何I/O请求,若是Datanode失效造成副本数量下降,并且低于预先设置的阈值,Namenode会检测出这些数据块,并在合适的时机进行重新复制。
4)安全模式,Namenode启动时会先经过一个“安全模式”阶段。
5)校验和,客户端获取数据通过检查校验和,发现数据块是否损坏,从而确定是否要读取副本。
6)回收站,删除文件,会先到回收站/trash,其里面文件可以快速回复。
7)元数据保护,映像文件和事务日志是Namenode的核心数据,可以配置为拥有多个副本。
8)快照,支持存储某个时间点的映像,需要时可以使数据重返这个时间点的状态。
是一个计算框架,既然是做计算的框架,那么表现形式就是有个输入(input),mapreduce操作这个输入(input),通过本身定义好的计算模型,得到一个输出(output),这个输出就是我们所需要的结果。
MapReduce将计算过程分为两个阶段:Map和Reduce Map阶段并行处理输入数据,Reduce阶段对Map结果进行汇总。
Shuffle链接Map和Reduce两个阶段: Map Task将数据写到本地磁盘,Reduce Task从每个Map Task上读取一份数据
仅适合离线批处理:具有良好的容错性和扩展性,适合简单的批处理任务
缺点明显: 启动开销大,过多使用磁盘导致效率低下等
YARN
YARN是资源管理系统,理论上支持多种资源,目前支持CPU和内存两种资源