hadoop架构概述与运行模式_学习笔记

1. Hadoop组成

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1.1 HDFS

  • NameNode
  • DataNode
  • Secondary NameNode
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1.2 YARN架构概述

  • ResourceManager
  • NodeManager
  • ApplicationMaster
  • Containerhadoop架构概述与运行模式_学习笔记_第4张图片

1.3 MapReduce架构概述

MapReduce将计算过程分为两个阶段:Map和Reduce,如图2-25所示

1)Map阶段并行处理输入数据

2)Reduce阶段对Map结果进行汇总

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2.大数据技术生态系统

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  • Sqoop:Sqoop是一款开源的工具,主要用于在Hadoop、Hive传统的数据库(MySql)间进行数据的传递,可以将一个关系型数据库(例如 :MySQL,Oracle 等)中的数据导进到Hadoop的HDFS中,也可以将HDFS的数据导进到关系型数据库中。
  • Flume:Flume是Cloudera提供的一个高可用的,高可靠的,分布式的海量日志采集、聚合和传输的系统,Flume支持在日志系统中定制各类数据发送方,用于收集数据;同时,Flume提供对数据进行简单处理,并写到各种数据接受方(可定制)的能力。
  • Kafka:Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统,有如下特性:
    (1)通过O(1)的磁盘数据结构提供消息的持久化,这种结构对于即使数以TB的消息存储也能够保持长时间的稳定性能。
    (2)高吞吐量:即使是非常普通的硬件Kafka也可以支持每秒数百万的消息。
    (3)支持通过Kafka服务器和消费机集群来分区消息。
    (4)支持Hadoop并行数据加载。
  • Storm:Storm用于“连续计算”,对数据流做连续查询,在计算时就将结果以流的形式输出给用户。
  • Spark:Spark是当前最流行的开源大数据内存计算框架。可以基于Hadoop上存储的大数据进行计算。
  • Oozie:Oozie是一个管理Hdoop作业(job)的工作流程调度管理系统。
  • Hbase:HBase是一个分布式的、面向列的开源数据库。HBase不同于一般的关系数据库,它是一个适合于非结构化数据存储的数据库。
  • Hive:Hive是基于Hadoop的一个数据仓库工具,可以将结构化的数据文件映射为一张数据库表,并提供简单的SQL查询功能,可以将SQL语句转换为MapReduce任务进行运行。 其优点是学习成本低,可以通过类SQL语句快速实现简单的MapReduce统计,不必开发专门的MapReduce应用,十分适合数据仓库的统计分析。

3.推荐系统框图

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4.Hadoop目录结构

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(1)bin目录:存放对Hadoop相关服务(HDFS,YARN)进行操作的脚本
(2)etc目录:Hadoop的配置文件目录,存放Hadoop的配置文件
(3)lib目录:存放Hadoop的本地库(对数据进行压缩解压缩功能)
(4)sbin目录:存放启动或停止Hadoop相关服务的脚本
(5)share目录:存放Hadoop的依赖jar包、文档、和官方案例

Hadoop运行模式

Hadoop运行模式包括:本地模式、伪分布式模式以及完全分布式模式。Hadoop官方网站:http://hadoop.apache.org/

4.1本地运行模式

官方Grep案例

1.创建一个input文件夹

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ mkdir input

2.将Hadoop的xml配置文件复制到input

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ cp etc/hadoop/*.xml input

3.执行share目录下的MapReduce程序

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.7.2.jar grep input output 'dfs[a-z.]+'

4.查看输出结果

cat output/*

官方WordCount案例

1.在hadoop-2.7.2创建wcinput文件夹

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ mkdir wcinput

2.在wcinput文件下创建一个wc.input文件

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ cd wcinput
[atguigu@hadoop101 wcinput]$ touch wc.input

3.编辑wc.input文件

[atguigu@hadoop101 wcinput]$ vi wc.input

在文件中输入如下内容

hadoop yarn
hadoop mapreduce
atguigu
atguigu

保存退出
wq

4.回到hadoop目录/opt/module/hadoop-2.7.2

5.执行程序

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.7.2.jar 		wordcount wc.input wcoutput 

6.查看结果

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ cat wcoutput/part-r-00000

4.2伪分布式运行模式

4.2.1启动HDFS并运行Mapreduce程序

1.分析

1)配置集群
2)启动、测试集群增、删、查
3)执行WordCount案例

2.执行步骤

1)配置集群

a. 配置:hadoop-env.sh
Linux系统中获取JDK的安装路径:

[atguigu@ hadoop101 ~]# echo $JAVA_HOME
/opt/module/jdk1.8.0_144

修改JAVA_HOME路径

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk1.8.0_144

b.配置:core-site.xml

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c.配置hdfs-site.xml
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2)启动集群
a.格式化NameNode

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode -format

b.启动NameNode

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

c.启动DataNode

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh start datanode

3)查看集群
a.查看是否启动成功

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ jps
13586 NameNode
13668 DataNode
13786 Jps

4)操作集群
a.在HDFS文件系统上创建一个input文件夹

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -mkdir -p /user/atguigu/input

b.将测试文件内容上传到文件系统上

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -put wcinput/wc.input /user/atguigu/input/

c.查看上传文件是否正确

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -ls /user/atguigu/input/

d.运行MapReduce程序

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.7.2.jar 
wordcount /user/atguigu/input/ /user/atguigu/output

e.查看输出结果

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -cat /user/atguigu/output/*

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f.将测试内容下载到本地

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -cat /user/atguigu/output/part-r-00000 ./wcoutput/
  e.删除输出结果
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -rm -r /user/atguigu/output
4.2.2启动yarn并运行Mapreduce程序

1.分析
1)配置集群在YARN上运行MR
2) 启动、测试集群增、删、查
3)在YARN上执行wordcount案例
2.执行步骤
1)配置集群

a.配置yarn-env.sh

配置一下JAVA_HOME

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk1.8.0_144

b.配置yarn-site.xml
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c.配置:mapred-env.sh

配置一下JAVA_HOME

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk.8.0_144

d.配置:mapred-site.xml
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2)启动集群

a.启动前必须保证NameNode和DataNode已经启动
b.启动ResourceManager

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh start resourcemanager

c.启动NodeManager

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh start nodemanager

3)集群操作

a.删除文件系统上的ouput文件

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -rm -R /user/atguigu/output

b.执行Mapreduce程序

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.7.2.jar wordcount /user/atguigu/input /user/atguigu/output

c.查看运行结果

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -cat /user/atguigu/output
4.2.3 配置历史服务器

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4.2.4 配置日记的聚集

日志聚集概念:应用运行完成以后,将程序运行日志信息上传到HDFS系统上。
日志聚集功能好处:可以方便的查看到程序运行详情,方便开发调试。

注意:开启日志聚集功能,需要重新启动NodeManager 、ResourceManager和HistoryManager。

1.配置yarn-site.xml

[atguigu@hadoop101 hadoop]$ vi yarn-site.xml

在该文件下里面增加如下配置

<!-- 日志聚集功能使能 -->
<property>
   <name>yarn.log-aggregation-enable</name>
   <value>true</value>
</property>
<!-- 日志保留时间设置7天 -->
<property>
   <name>yarn.log-aggregation.retain-seconds</name>
   <value>604800</value>
</property>

2.关闭NodeManager、ResourceManager和HistoryManager

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh stop resourcemanager
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh stop nodemanager
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/mr-jobhistory-daemon.sh stop historyserver

3.启动NodeManager、ResourceManager和HistoryManager

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh start resourcemanager
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh start nodemanager
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/mr-jobhistory-daemon.sh start historyserver

4.删除HDFS以及存在的输出文件

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfs -rm -R /user/atguigu/output

5.执行Wordcount程序

[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.7.2.jar wordcount /user/atguigu/input /user/atguigu/output

6.查看日志

4.2.4 配置文件说明

(1)默认配置文件:
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4.3 完全分布式运行模式(重点)

分析:
1)准备3台客户机(关闭防火墙、静态ip、主机名称)
2)安装JDK
3)配置环境变量
4)安装Hadoop
5)配置环境变量
6)配置集群
7)单点启动
8)配置ssh
9)群起并测试集群

4.3.2 编写集群分布脚本
  1. scp安全拷贝

scp可以实现服务器与服务器之间的数据拷贝。(from server1 to server2)

scp -r p d i r / pdir/ pdir/fname u s e r @ h a d o o p user@hadoop user@hadoophost: p d i r / pdir/ pdir/fname命令 递归 要拷贝的文件路径/名称 目的用户@主机:目的路径/名称

例如:
(a)在hadoop101上,将hadoop101中/opt/module目录下的软件拷贝到hadoop102上。

[atguigu@hadoop101 /]$ scp -r /opt/module  root@hadoop102:/opt/module

(b)在hadoop103上,将hadoop101服务器上的/opt/module目录下的软件拷贝到hadoop103上。

[atguigu@hadoop103 opt]$sudo scp -r atguigu@hadoop101:/opt/module root@hadoop103:/opt/module

(c)在hadoop103上操作将hadoop101中/opt/module目录下的软件拷贝到hadoop104上。

[atguigu@hadoop103 opt]$ scp -r atguigu@hadoop101:/opt/module root@hadoop104:/opt/module

(d)将hadoop101中/etc/profile文件拷贝到hadoop102的/etc/profile上。

[atguigu@hadoop101 ~]$ sudo scp /etc/profile root@hadoop102:/etc/profile

(e)将hadoop101中/etc/profile文件拷贝到hadoop103的/etc/profile上。

[atguigu@hadoop101 ~]$ sudo scp /etc/profile root@hadoop103:/etc/profile
  1. rsync远程同步工具

rsync主要用于备份和镜像。具有速度快、避免复制相同内容和支持符号链接的优点。

rsync和scp区别:用rsync做文件的复制要比scp的速度快,rsync只对差异文件做更新。scp是把所有文件都复制过去。

rsync -rvl p d i r / pdir/ pdir/fname u s e r @ h a d o o p user@hadoop user@hadoophost: p d i r / pdir/ pdir/fname命令 选项参数 要拷贝的文件路径/名称 目的用户@主机:目的路径/名称 选项参数说明

例如:
(a)把hadoop101机器上的/opt/software目录同步到hadoop102服务器的root用户下的/opt/目录

[atguigu@hadoop101 opt]$ rsync -rvl /opt/software/ root@hadoop102:/opt/software
  1. xsync集群分发脚本

需求:循环复制文件到所有节点的相同目录下

rsync -rvl /opt/module root@hadoop103:/opt/

脚本实现:

(a)在/home/atguigu目录下创建bin目录,并在bin目录下xsync创建文件,文件内容如下:

[atguigu@hadoop102 ~]$ mkdir bin
[atguigu@hadoop102 ~]$ cd bin/
[atguigu@hadoop102 bin]$ touch xsync
[atguigu@hadoop102 bin]$ vi xsync

在该文件中编写如下代码

#!/bin/bash#1 获取输入参数个数,如果没有参数,直接退出
pcount=$#
if((pcount==0));
 then
 echo no args;
 exit;
 fi

#2 获取文件名称
p1=$1
fname=`basename $p1`
echo fname=$fname

#3 获取上级目录到绝对路径
pdir=`cd -P $(dirname $p1); pwd`
echo pdir=$pdir

#4 获取当前用户名称
user=`whoami`

#5 循环
for((host=103; host<105; host++)); do     
   echo ------------------- hadoop$host --------------        rsync -rvl $pdir/$fname $user@hadoop$host:$pdir
   done

(b)修改脚本 xsync 具有执行权限

[atguigu@hadoop102 bin]$ chmod 777 xsync

(c)调用脚本形式:xsync 文件名称`

[atguigu@hadoop102 bin]$ xsync /home/atguigu/bin

4.3.3 集群配置

  1. 集群部署规划

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200314160716154.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MzU2ODU0,size_16,color_FFFFFF,t_70

  1. 配置集群
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4.3.4 集群单点启动

(1)如果集群是第一次启动,需要格式化NameNode

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hadoop namenode -format

(2)在hadoop102上启动NameNode

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hadoop-daemon.sh start namenode
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ jps

3461 NameNode

(3)在hadoop102、hadoop103以及hadoop104上分别启动DataNode

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hadoop-daemon.sh start datanode
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ jps
3461 NameNode
3608 Jps
3561 DataNode
[atguigu@hadoop103 hadoop-2.7.2]$ hadoop-daemon.sh start datanode
[atguigu@hadoop103 hadoop-2.7.2]$ jps
3190 DataNode
3279 Jps
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ hadoop-daemon.sh start datanode
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ jps
3237 Jps
3163 DataNode

4.3.5 SSH无密登陆配置

  1. 配置ssh
    (1)基本语法ssh另一台电脑的ip地址
    (2)ssh连接时出现Host key verification failed的解决方法
    (3)解决方案如下:直接输入yes

  2. 无密钥配置
    (1)免密登录原理,如图2-40所示
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(2)生成公钥和私钥:

[atguigu@hadoop102 .ssh]$ ssh-keygen -t rsa

然后敲(三个回车),就会生成两个文件id_rsa(私钥)、id_rsa.pub(公钥)

(3)将公钥拷贝到要免密登录的目标机器上

[atguigu@hadoop102 .ssh]$ ssh-copy-id hadoop102[atguigu@hadoop102 .ssh]$ ssh-copy-id hadoop103[atguigu@hadoop102 .ssh]$ ssh-copy-id hadoop104

注意:还需要在hadoop102上采用root账号,配置一下无密登录到hadoop102、hadoop103、hadoop104;还需要在hadoop103上采用atguigu账号配置一下无密登录到hadoop102、hadoop103、hadoop104服务器上。

  1. ssh文件夹下(~/.ssh)的文件功能解释
    hadoop架构概述与运行模式_学习笔记_第22张图片

4.3.6 群起集群

  1. 配置slaves
/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/slaves[atguigu@hadoop102 hadoop]$ vi slaves

在该文件中增加如下内容:

hadoop102
hadoop103
hadoop104

同步所有节点配置文件

[atguigu@hadoop102 hadoop]$ xsync slaves
  1. 启动集群

(1)如果集群是第一次启动,需要格式化NameNode(注意格式化之前,一定要先停止上次启动的所有namenode和datanode进程,然后再删除data和log数据)

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode -format

(2)启动HDFS

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ sbin/start-dfs.sh
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ jps
4166 NameNode
4482 Jps
4263 DataNode
[atguigu@hadoop103 hadoop-2.7.2]$ jps
3218 DataNode
3288 Jps
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ jps
3221 DataNode
3283 SecondaryNameNode
3364 Jps

(3)启动YARN

[atguigu@hadoop103 hadoop-2.7.2]$ sbin/start-yarn.sh

(4)Web端查看SecondaryNameNode
(a)浏览器中输入:http://hadoop104:50090/status.html (b)查看SecondaryNameNode信息,如图2-41所示。

  1. 集群基本测试
    (1)上传文件到集群
    上传小文件
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hdfs dfs -mkdir -p /user/atguigu/input
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hdfs dfs -put wcinput/wc.input /user/atguigu/input

上传大文件

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hadoop fs -put /opt/software/hadoop-2.7.2.tar.gz  /user/atguigu/input

(2)上传文件后查看文件存放在什么位置
(a)查看HDFS文件存储路径

[atguigu@hadoop102 subdir0]$ pwd

(b)查看HDFS在磁盘存储文件内容

[atguigu@hadoop102 subdir0]$ cat blk_1073741825
hadoop yarn
hadoop mapreduce 
atguigu
atguigu

(3)拼接

[atguigu@hadoop102 subdir0]$ cat blk_1073741836>>tmp.file[atguigu@hadoop102 subdir0]$ cat blk_1073741837>>tmp.file[atguigu@hadoop102 subdir0]$ tar -zxvf tmp.file

(4)下载

[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hadoop fs -get /user/atguigu/input/hadoop-2.7.2.tar.gz ./

4.3.7 集群启动/停止

  1. 各个服务组件逐一启动/停止
    (1)分别启动/停止HDFS组件
    hadoop-daemon.sh start / stop namenode / datanode / secondarynamenode
    (2)启动/停止YARN
    yarn-daemon.sh start / stop resourcemanager / nodemanager

  2. 各个模块分开启动/停止(配置ssh是前提)常用
    (1)整体启动/停止HDFS
    start-dfs.sh / stop-dfs.sh
    (2)整体启动/停止YARN
    start-yarn.sh / stop-yarn.sh

4.3.8 集群时间同步

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  1. 时间服务器配置(必须root用户)
    (1)检查ntp是否安装

    [root@hadoop102 桌面]# rpm -qa|grep ntp
    (2)修改ntp配置文件

    [root@hadoop102 桌面]# vi /etc/ntp.conf
    (3)修改/etc/sysconfig/ntpd 文件
    [root@hadoop102 桌面]# vim /etc/sysconfig/ntpd
    增加内容如下(让硬件时间与系统时间一起同步) SYNC_HWCLOCK=yes
    (4)重新启动ntpd服务
    [root@hadoop102 桌面]# service ntpd status
    (5)设置ntpd服务开机启动
    [root@hadoop102 桌面]# chkconfig ntpd on
    hadoop架构概述与运行模式_学习笔记_第24张图片

参考:尚硅谷大数据技术

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