大数据技术之Hadoop分布式文件系统HDFS系统知识整理(从入门到熟练操作)

文章目录

  • 一、HDFS概述
    • 1.1 HDFS产生背景
    • 1.2 HDFS定义
    • 1.3 HDFS使用场景
    • 1.4 HDFS优缺点
        • 1.4.1 优点
        • 1.4.2 缺点
    • 1.5 HDFS组成架构
    • 1.6 HDFS文件块大小
  • 二、HDFS的Shell操作
  • 三、HDFS客户端操作
    • 3.1 HDFS客户端环境准备
    • 3.2 HDFS的API操作
        • 3.2.1 HDFS文件上传
        • 3.2.2 HDFS文件下载
        • 3.2.3 HDFS文件夹删除
        • 3.2.4 HDFS文件名更改
        • 3.2.5 HDFS文件详情查看
    • 3.3 HDFS的I/O流操作
        • 3.3.1 HDFS文件上传
        • 3.3.2 HDFS文件下载
  • 四、HDFS的数据流
    • 4.1 HDFS写数据流程
        • 4.1.1 HDFS文件写数据流程
        • 4.1.2 机架感知
    • 4.2 HDFS读数据流程
  • 五、NameNode和SecondaryNameNode
    • 5.1 NN和2NN工作机制
    • 5.2 Fsimage和Edits解析
    • 5.3 CheckPoint时间设置
    • 5.4 NameNode故障处理
    • 5.5 集群安全模式
        • 5.5.1 概述
        • 5.5.2 基本语法
    • 5.6 NameNode多目录配置
  • 六、DataNode
    • 6.1 DataNode工作机制
    • 6.2 数据完整性
    • 6.3 服役新数据节点
    • 6.4 退役旧数据节点
        • 6.4.1 添加白名单
        • 6.4.2 黑名单退役

一、HDFS概述

1.1 HDFS产生背景

  随着数据量越来越大,在一个操作系统存不下所有的数据,那么就分配到更多的操作系统管理的磁盘中,但是不方便管理和维护,迫切需要一种系统来管理多台机器上的文件,这就是分布式文件管理系统。HDFS只是分布式文件管理系统中的一种

1.2 HDFS定义

  HDFS(Hadoop Distributed File System),它是一个文件系统,用于存储文件,通过目录树来定位文件。其次,他是分布式的,由很多服务器联合起来实现其功能,集群中的服务器有各自的角色

1.3 HDFS使用场景

  1. 适合一次写入,多次读出的场景,且不支持文件的修改
  2. 适合用来做数据分析,并不适合用来做网盘应用

1.4 HDFS优缺点

1.4.1 优点

  1. 高容错性
    ①:数据自动保存多个副本。它通过增加副本的形式,提高容错性
    ②:某一个副本丢失以后,它可以自动恢复
  2. 适合处理大数据
    ①:数据规模:能够处理数据规模达到GB、TB、甚至PB级别的数据
    ②:文件规模:能够处理百万规模以上的文件数量,数量相当之大
  3. 可构建在廉价机器上,通过多副本机制,提高可靠性

1.4.2 缺点

  1. 不适合低延时数据访问,比如毫秒级的存储数据,是做不到的
  2. 无法高效的对大量小文件进行存储
    ①:如存储大量小文件,它会占用NameNode大量的内存来存储文件目录和块信息。这样是不可取的,因为NameNode的内存总是有限的
    ②:小文件存储的寻址时间会超过读取时间,它违反了HDFS的设计目标
  3. 不支持并发写入,文件随机修改
    ①:一个文件只能有一个写,不允许多个线程同时写
    ②:仅支持数据append(追加),不支持文件的修改

1.5 HDFS组成架构

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  1. NameNode(nn):就是Master,它是一个主管、管理者
    ①:管理HDFS的名称空间
    ②:设置副本策略
    ③:管理数据块(Block)映射信息
    ④:处理客户端读写请求
  2. DataNode:就是Slave。NameNode下达命令,DataNode执行实际的操作
    ①:存储实际的数据库
    ②:执行数据块的读/写操作
  3. Client:客户端
    ①:文件切分。文件上传HDFS的时候,Client将文件切分成一个一个的Block,然后进行上传
    ②:与NameNode交互,读取或者写入位置信息
    ③:与DataNode交互,读取或写入数据
    ④:Client提供一些命令来管理HDFS,比如NameNode格式化
    ⑤:Client可以通过一些命令来访问HDFS,比如对HDFS增删改查操作
  4. Secondary NameNode:并非NameNode的热备份。当NameNode挂掉的时候,它并不能马上替换NameNode并提供服务
    ①:辅助NameNode,分担其工作量,比如定期合并Fsimage和Edits,并推送给NameNode
    ②:在紧急情况下,可以辅助恢复NameNode

1.6 HDFS文件块大小

  1. HDFS中的文件在物理上是分块存储,块的大小可以通过配置参数来规定,默认大小在Hadoop2.x版本中是128M,老版本中是64M
  2. 如果寻址时间约为10ms,即查找到目标Block的时间为10ms
  3. 寻址时间为传输时间的1%时,则为最佳状态。因此,传输时间=10ms/0.01=1000ms=1s
  4. 而目前磁盘的传输速率普遍为100MB/s

二、HDFS的Shell操作

     注:所有操作均在Hadoop根目录下操作

  1. 启动Hadoop集群
sbin/start-dfs.sh
sbin/start-yarn.sh
  1. -help:输出这个命令参数
hadoop fs -help rm
  1. -ls:显示目录信息
hadoop fs -ls /
  1. -mkdir:在HDFS上创建目录
hadoop fs -mkdir -p /IronmanJay/people
  1. -moveFromLocal:从本地剪切粘贴到HDFS
# 创建一个测试文件
touch zhangsan.txt
# 从本地剪切粘贴到HDFS
hadoop fs  -moveFromLocal  ./zhangsan.txt  /IronmanJay/people
  1. -appendToFile:追加一个文件到已经存在的文件末尾
# 创建一个测试文件
touch lisi.txt
# 输入测试文件内容
wo shi da hao ren
# 追加一个文件到已经存在的文件末尾
hadoop fs -appendToFile lisi.txt /IronmanJay/people/zhangsan.txt
  1. -cat:显示文件内容
hadoop fs -cat /IronmanJay/people/zhangsan.txt
  1. -chgrp 、-chmod、-chown:与Linux文件系统中的用法一样,修改文件所属权限
# 修改权限
hadoop fs  -chmod  666  /IronmanJay/people/zhangsan.txt
# 修改所属用户
hadoop fs  -chown  IronmanJay:IronmanJay   /IronmanJay/people/zhangsan.txt
  1. -copyFromLocal:从本地文件系统中拷贝文件到HDFS路径去
hadoop fs -copyFromLocal README.txt /
  1. -copyToLocal:从HDFS拷贝到本地
hadoop fs -copyToLocal /IronmanJay/people/zhangsan.txt ./
  1. -cp :从HDFS的一个路径拷贝到HDFS的另一个路径
hadoop fs -cp /IronmanJay/people/zhangsan.txt /newzhangsan.txt
  1. -mv:在HDFS目录中移动文件
hadoop fs -mv /newzhangsan.txt /IronmanJay/IronmanJay/
  1. -get:等同于copyToLocal,就是从HDFS下载文件到本地
hadoop fs -get /IronmanJay/people/zhangsan.txt ./
  1. -getmerge:合并下载多个文件,比如HDFS的目录 /user/IronmanJay/test下有多个文件:log.1, log.2,log.3,…
hadoop fs -getmerge /user/IronmanJay/test/* ./merge.txt
  1. -put:等同于copyFromLocal
hadoop fs -put ./merge.txt /user/IronmanJay/test/
  1. -tail:显示一个文件的末尾
hadoop fs -tail /IronmanJay/people/zhangsan.txt
  1. -rm:删除文件或文件夹
hadoop fs -rm /user/IronmanJay/test/wangwu.txt
  1. -rmdir:删除空目录
hadoop fs -mkdir /test
hadoop fs -rmdir /test
  1. -du:统计文件夹的大小信息
hadoop fs -du -s -h /user/IronmanJay/test
  1. -setrep:设置HDFS中文件的副本数量(注:这里设置的副本数只是记录在NameNode的元数据中,是否真的会有这么多副本,还得看DataNode的数量。因为目前只有3台设备,最多也就3个副本,只有节点数的增加到10台时,副本数才能达到10
hadoop fs -setrep 10 /IronmanJay/people/zhangsan.txt

三、HDFS客户端操作

3.1 HDFS客户端环境准备

  1. 根据自己电脑的操作系统拷贝对应的编译后的Hadoop的Jar包,提取码:iflc到非中文路径
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  2. 配置HADOOP_HOME环境变量
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  3. 配置Path环境变量
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  4. 创建一个Maven工程HdfsClient
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  5. 导入相应的依赖坐标+日志添加

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junitgroupId>
            <artifactId>junitartifactId>
            <version>RELEASEversion>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4jgroupId>
            <artifactId>log4j-coreartifactId>
            <version>2.8.2version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hadoopgroupId>
            <artifactId>hadoop-commonartifactId>
            <version>2.7.2version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hadoopgroupId>
            <artifactId>hadoop-clientartifactId>
            <version>2.7.2version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hadoopgroupId>
            <artifactId>hadoop-hdfsartifactId>
            <version>2.7.2version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>jdk.toolsgroupId>
            <artifactId>jdk.toolsartifactId>
            <version>1.8version>
            <scope>systemscope>
            
            <systemPath>D:/Software/Java/jdk1.8.0_131/lib/tools.jarsystemPath>
        dependency>
    dependencies>
  1. 在项目的src/main/resources目录下,新建一个文件,命名为“log4j.properties”,在文件中填入如下内容
log4j.rootLogger=INFO, stdout
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
log4j.appender.logfile=org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.logfile.File=target/spring.log
log4j.appender.logfile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.logfile.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
  1. 创建HdfsClient类,首先测试连接
// 测试连接
    public static void main(String[] args) throws IOException, URISyntaxException, InterruptedException {

        Configuration conf = new Configuration();
        
        // 配置在集群上运行
        conf.set("fs.defaultFS", "hdfs://hadoop102:9000");

        // 1、获取hdfs客户端
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、在hdfs上创建路径
        fs.mkdirs(new Path("/IronmanJay/BaiRui/HaiZi/WeiLai"));

        // 3、关闭资源
        fs.close();

        System.out.println("over");

    }
  1. 执行程序,运行时需要配置用户名称,客户端去操作HDFS时,是有一个用户身份的。默认情况下,HDFS客户端API会从JVM中获取一个参数来作为自己的用户身份:-DHADOOP_USER_NAME=IronmanJay,IronmanJay为用户名称
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3.2 HDFS的API操作

3.2.1 HDFS文件上传

// 文件上传
    @Test
    public void testCopyFromLocalFile() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {
        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        conf.set("dfs.replication", "2");
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、执行上传API
        fs.copyFromLocalFile(new Path("D:/test.txt"), new Path("/test2.txt"));

        // 3、关闭资源
        fs.close();
    }

3.2.2 HDFS文件下载

 // 文件下载
    @Test
    public void testCopyToLocalFile() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {
        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、执行下载操作
        fs.copyToLocalFile(false, new Path("/test.txt"), new Path("d:/text3.txt"), true);

        // 3、关闭资源
        fs.close();
    }

3.2.3 HDFS文件夹删除

// 文件夹删除
    @Test
    public void testDelete() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {
        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、执行删除操作
        fs.delete(new Path("/IronmanJay"), true);

        // 3、关闭资源
        fs.close();
    }

3.2.4 HDFS文件名更改

// 修改文件名称
    @Test
    public void testRename() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {
        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、执行更名操作
        fs.rename(new Path("/test.txt"), new Path("/test3.txt"));

        // 3、关闭资源
        fs.close();
    }

3.2.5 HDFS文件详情查看

// 查看文件详情(查看文件名称、权限、长度、块信息)
    @Test
    public void testListFiles() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {

        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、查看文件详情
        RemoteIterator<LocatedFileStatus> listFiles = fs.listFiles(new Path("/"), true);

        while (listFiles.hasNext()) {
            LocatedFileStatus fileStatus = listFiles.next();
            // 获取文件名称
            System.out.println(fileStatus.getPath().getName());
            // 获取文件权限
            System.out.println(fileStatus.getPermission());
            // 获取文件长度
            System.out.println(fileStatus.getLen());
            // 获取块的信息
            BlockLocation[] blockLocations = fileStatus.getBlockLocations();
            for (BlockLocation blockLocation : blockLocations) {
                String[] hosts = blockLocation.getHosts();
                for (String host : hosts) {
                    System.out.println(host);
                }
            }
            System.out.println("----------分割线----------");
        }
        // 3、关闭资源
        fs.close();

    }

3.3 HDFS的I/O流操作

3.3.1 HDFS文件上传

 // I/O流操作文件上传
    @Test
    public void putFileToHDFS() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {
        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、获取输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("D:/banhua.txt"));

        // 3、获取输出流
        FSDataOutputStream fos = fs.create(new Path("/banzhang.txt"));

        // 4、流的对拷
        IOUtils.copyBytes(fis, fos, conf);

        // 5、关闭资源
        IOUtils.closeStream(fos);
        IOUtils.closeStream(fis);
        fs.close();


    }

3.3.2 HDFS文件下载

// I/O流操作文件下载
    @Test
    public void getFileFromHDFS() throws URISyntaxException, IOException, InterruptedException {
        // 1、获取fs对象
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), conf, "root");

        // 2、获取输入流
        FSDataInputStream fis = fs.open(new Path("/banzhang.txt"));

        // 3、获取输出流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:/banzhang.txt"));

        // 4、流的对拷
        IOUtils.copyBytes(fis, fos, conf);

        // 5、关闭资源
        IOUtils.closeStream(fos);
        IOUtils.closeStream(fis);
        fs.close();

    }

四、HDFS的数据流

4.1 HDFS写数据流程

4.1.1 HDFS文件写数据流程

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  1. 客户端通过Distributed FileSystem模块向NameNode请求上传文件,NameNode检查目标文件是否已经存在,父目录是否存在
  2. NameNode返回是否可以上传
  3. 客户端请求第一个Block上传到哪几个DataNode服务器上
  4. 客户端通过FSDataOutPutStream模块请求dn1上传数据,dn1收到请求会继续调用dn2,然后dn2调用dn3,将这个通信管道建立完成
  5. dn1、dn2、dn3逐级应答客户端
  6. 客户端开始往dn1上传第一个Block(先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓冲),以Packet为单位,dn1收到一个Pactet就会传给dn2,dn2传给dn3;dn1每传一个Packet会放入一个应答队列等待应答
  7. 当一个Block传输完成之后,客户端再次请求NameNode上传第二个Block的服务器。(重复执行3-7步)

4.1.2 机架感知

  1. 机架感知官方说明

For the common case, when the replication factor is three, HDFS’s placement policy is to put one replica on one node in the local rack, another on a different node in the local rack, and the last on a different node in a different rack.

  1. Hadoop2.7.2副本节点选择
    大数据技术之Hadoop分布式文件系统HDFS系统知识整理(从入门到熟练操作)_第8张图片
    ①:第一个副本在Client所处的节点上,如果客户端在集群外,随机选一个
    ②:第二个副本和第一个副本位于相同机架,随机节点
    ③:第三个副本位于不同机架,随机节点

4.2 HDFS读数据流程

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  1. 客户端通过Distributed FileSystem向NameNode请求下载文件,NameNode通过查询元数据,找到文件块所在的DataNode地址
  2. 挑选一台DataNode(就近原则,然后随机)服务器,请求读取数据
  3. DataNode开始传输数据给客户端(从磁盘里面读取数据流,以Packet为单位来做校验)
  4. 客户端以Packet为单位接收,先在本地缓存,然后写入目标文件

五、NameNode和SecondaryNameNode

5.1 NN和2NN工作机制

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  1. 第一阶段:NameNode启动
    ①:第一次启动NameNode格式化后,创建Fsimage和Edits。如不是第一次启动,加载编辑日志和镜像文件到内存
    ②:客户端对元数据进行增删改的请求
    ③:NameNode记录操作日志,更新滚动日志
    ④:NameNode再内存中对数据进行增删改
  2. 第二阶段:Secondary NameNode工作
    ①:Secondary NameNode询问NameNode是否需要CheckPoint。直接带回NameNode是否检查结果
    ②:Secondary NameNode请求执行CheckPoint
    ③:NameNode滚动正在写的Edits日志
    ④:将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Secondary NameNode
    ⑤:Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存,并合并
    ⑥:生成新的镜像文件fsimage.chkpoint
    ⑦:拷贝fsimage.chkpoint到NameNode
    ⑧:NameNode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage

5.2 Fsimage和Edits解析

     NameNode被格式化之后,将在opt/module/hadoop-2.7.2/data/temp/dfs/name/current目录中产生如下文件

fsimage_0000000000000000000
fsimage_0000000000000000000.md5
seen_txid
VERSION
  1. Fsimage文件:HDFS文件系统元数据的一个永久性的检查点,其中包含HDFS文件系统的所有目录和文件inode的序列化信息
  2. Edits文件:存放HDFS文件系统的所有更新操作的路经,文件系统客户端执行的所有写操作首先会被记录到Edits文件中
  3. seen_txid文件保存的是一个数字,就是最后一个edits_的数字
  4. 每次NameNode启动的时候都会将Fsimage文件读入内存,加载Edits里面的更新操作,保证内存中的元数据信息是最新的、同步的,可以看成NameNode启动的时候就将Fsimage和Edits文件进行了合并

5.3 CheckPoint时间设置

  1. 通常情况下,SecondaryNameNode每隔一小时执行一次,在hdfs-default.xml设置
<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
  <value>3600</value>
</property>
  1. 设置一分钟检查一次操作次数,当操作次数达到1百万时,SecondaryNameNode执行一次
<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.txns</name>
  <value>1000000</value>
  <description>操作动作次数</description>
</property>

<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.check.period</name>
  <value>60</value>
  <description> 1分钟检查一次操作次数</description>
</property >

5.4 NameNode故障处理

     NameNode故障后,可以采用如下两种方法恢复数据
     方法一:将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode存储数据的目录

  1. 杀死NameNode进程
kill -9 NameNode进程序号
  1. 删除NameNode存储的数据
rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
  1. 拷贝SecondaryNameNode中数据到原NameNode存储数据目录
scp -r IronmanJay@hadoop104:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary/* ./name/
  1. 重新启动NameNode
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

     方法二:使用-importCheckpoint选项启动NameNode守护进程,从而将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode目录中

  1. 修改hdfs-site.xml中的
<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
  <value>120</value>
</property>

<property>
  <name>dfs.namenode.name.dir</name>
  <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name</value>
</property>
  1. 杀死NameNode进程
kill -9 NameNode进程序号
  1. 删除NameNode存储的数据
rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
  1. 如果SecondaryNameNode不和NameNode在一个主机节点上,需要将SecondaryNameNode存储数据的目录拷贝到NameNode存储数据的平级目录,并删除in_use.lock文件
[IronmanJay@hadoop102 dfs]$ scp -r IronmanJay@hadoop104:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary ./

[IronmanJay@hadoop102 namesecondary]$ rm -rf in_use.lock

[IronmanJay@hadoop102 dfs]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs

[IronmanJay@hadoop102 dfs]$ ls
data  name  namesecondary
  1. 导入检查点数据(等待一会ctrl+c结束掉)
bin/hdfs namenode -importCheckpoint
  1. 启动NameNode
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

5.5 集群安全模式

5.5.1 概述

  1. NameNode启动
    NameNode启动时,首先将镜像文件(Fsimage)载入内存,并执行编辑日志(Edits)中的各项操作。一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映像,则创建一个新的Fsimage文件和一个空的编辑日志。此时,NameNode开始监听DataNode请求。在这个过程期间,NameNode一直运行在安全模式,即NameNode的文件系统对于客户端来说只是只读的
  2. DataNode启动
    系统中的数据块的位置并不是由NameNode维护的,而是以块列表的形式存储在DataNode中。在系统的正常操作期间,NameNode会在内存中保留所有块位置的映射信息。在安全模式下,各个DataNode会向NameNode发送最新的块列表信息,NameNode了解到足够多的块位置信息之后,即可高效运行文件系统。
  3. 安全模式退出判断
    如果满足“最小副本条件”,NameNode会在30秒之后就退出安全模式。最小副本条件指的是在整个文件系统中99.9%的块满足最小副本级别(默认值:dfs.replication=1)。在启动一个刚刚格式化的HDFS集群时,因为系统中还没有任何块,所以NameNode不会进入安全模式

5.5.2 基本语法

     集群处于安全模式,不能执行重要操作(写操作)。集群启动完成后,自动退出安全模式

  1. bin/hdfs dfsadmin -safemode get         (功能描述:查看安全模式状态)
  2. bin/hdfs dfsadmin -safemode enter      (功能描述:进入安全模式状态)
  3. bin/hdfs dfsadmin -safemode leave      (功能描述:离开安全模式状态)
  4. bin/hdfs dfsadmin -safemode wait        (功能描述:等待安全模式状态)

5.6 NameNode多目录配置

  1. NameNode的本地目录可以配置成多个,且每个目录存放内容相同,增加了可靠性
  2. 具体配置如下
    ①:在hdfs-site.xml文件中增加如下内容
<property>
    <name>dfs.namenode.name.dir</name>
	<value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name2</value>
</property>

         ②:停止集群,删除data和logs中的所有数据

rm -rf data/ logs/

         ③:格式化集群并启动

# 格式化集群
bin/hdfs namenode –format
# 启动集群
sbin/start-dfs.sh

         ④:查看结果

[IronmanJay@hadoop102 dfs]$ ll
总用量 12
drwx------. 3 IronmanJay IronmanJay 4096 2月 17 04:01 data
drwxrwxr-x. 3 IronmanJay IronmanJay 4096 2月 17 04:01 name1
drwxrwxr-x. 3 IronmanJay IronmanJay 4096 2月 17 04:01 name2

六、DataNode

6.1 DataNode工作机制

大数据技术之Hadoop分布式文件系统HDFS系统知识整理(从入门到熟练操作)_第11张图片

  1. 一个数据块在DataNode上以文件形式存储在磁盘上,包括两个文件,一个是数据本身,一个是元数据包括数据块的长度,快数据的校验和,以及时间戳
  2. DataNode启动后向NameNode注册,通过后,周期性(1小时)的向NameNode上报所有的块信息
  3. 心跳是每3秒一次,心跳返回结果带有NameNode给该DataNode的命令如复制块数据到另一台机器,或删除某个数据块。如果超过10分钟没有收到某个DataNode的心跳,则认为该节点不可用
  4. 集群运行中可以安全加入和退出一些机器

6.2 数据完整性

大数据技术之Hadoop分布式文件系统HDFS系统知识整理(从入门到熟练操作)_第12张图片

  1. 当DataNode读取Block的时候,它会计算CheckSum
  2. 如果计算后的CheckSum与Block创建时值不一样,说明Block已经损坏
  3. Client读取其他DataNode上的Block
  4. DataNode在其文件创建后周期验证CheckSum

6.3 服役新数据节点

  1. 环境准备
    ①:在hadoop104主机上再克隆一台hadoop105主机
    ②:修改IP地址和主机名称
    ③:删除原来HDFS文件系统留存的文件(/opt/module/hadoop-2.7.2/data和log)
    ④:source一下配置文件
source /etc/profile
  1. 服役新节点具体步骤
    ①:直接启动DataNode,即可关联到集群
sbin/hadoop-daemon.sh start datanode
sbin/yarn-daemon.sh start nodemanager

         ②:在web界面查看是否成功
大数据技术之Hadoop分布式文件系统HDFS系统知识整理(从入门到熟练操作)_第13张图片
         ③:如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡

./start-balancer.sh

6.4 退役旧数据节点

6.4.1 添加白名单

    添加到白名单的主机节点,都允许访问NameNode,不在白名单的主机节点,都会被退出,具体步骤如下

  1. 在NameNode的/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts文件
vi dfs.hosts
  1. 添加如下主机名称(不添加hadoop105)
hadoop102
hadoop103
hadoop104
  1. 在NameNode的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts属性
<property>
	<name>dfs.hosts</name>
	<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts</value>
</property>
  1. 配置文件分发
xsync hdfs-site.xml
  1. 刷新NameNode
hdfs dfsadmin -refreshNodes
  1. 更新ResourceManager节点
yarn rmadmin -refreshNodes
  1. 在web界面查看是否成功
    大数据技术之Hadoop分布式文件系统HDFS系统知识整理(从入门到熟练操作)_第14张图片
  2. 如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
./start-balancer.sh

6.4.2 黑名单退役

    在黑名单上面的主机都会被强制退出,具体步骤如下

  1. 在NameNode的/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts.exclude文件
vi dfs.hosts.exclude
  1. 添加如下主机名称(要退役的节点)
hadoop105
  1. 在NameNode的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts.exclude属性
<property>
	<name>dfs.hosts.exclude</name>
    <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts.exclude</value>
</property>
  1. 刷新NameNode、刷新ResourceManager
hdfs dfsadmin -refreshNodes
  1. 检查Web浏览器,退役节点的状态为decommission in progress(退役中)
    在这里插入图片描述
  2. 等待退役节点状态为decommissioned(所有块已经复制完成),停止该节点及节点资源管理器。注意:如果副本数是3,服役的节点小于等于3,是不能退役成功的,需要修改副本数后才能退役
    在这里插入图片描述
  3. 如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
./start-balancer.sh
  1. 注意:不允许白名单和黑名单中同时出现同一个主机名称

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