Hadoop学习-HDFS

Hdoop之HDFS

什么是HDFS

背景及意义

  1. 背景

    随着数据量的增加,一个操作系统存不下所有数据,就需要分配到更多的操作系统磁盘中,为了方便管理和维护,需要一种系统来管理多台机器上的文件,这就是分布式文件系统,HDFS只是分布式文件系统中的一种,其他的如:fastdfs 等

  2. 定义

    HDFS 分布式文件系统,用来管理和存储文件的,由于是分布式的,是由多台服务器组成

  3. 特性

    HDFS适合一次写入,多次读出的场景,不支持对文件的修改

优点

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缺点

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kk6gyKIs-1656919344366)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/b0cfb1fc08214f35ab0c3b482867a83f~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

组成架构

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3QAGmg50-1656919344368)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/5303aa23722746c6bc10df54ad7ffa7c~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jIDAQlO8-1656919344369)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/b8d66e9a691040e28515bb7dcd59f6b1~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

HDFS文件块大小

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VqwNjwaA-1656919344371)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/96549458f5064ebebea65b7531308bb0~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

块大小影响因素

  1. 块设置太小会增加寻址时间,导致程序一直在寻找块的位置
  2. 块设置太大,数据传输时间会明显大于定位块位置时间,导致处理这个块数据的程序非常慢

总结HDFS块大小设置取决于磁盘传输速率

HDFS命令操作

  1. 基本语法
hadoop fs 具体命令   OR  /hdfs dfs 具体命令
  1. 命令大全

    下面的命令和linux下命令基本一致,基本一看就能明白怎么使用,不过多解释

[tian@hadoop201 ~]$ hdfs dfs   个人习惯试用hdfs dfs   也可以试用 hadoop fs
Usage: hadoop fs [generic options]
        [-appendToFile  ... ]    #加一个文件到已经存在的文件末尾
        [-cat [-ignoreCrc]  ...]    	    #显示文件内容
        [-checksum  ...]                    # 
        [-chgrp [-R] GROUP PATH...]
        [-chmod [-R]  PATH...] # 设置权限
        [-chown [-R] [OWNER][:[GROUP]] PATH...] 			# 设置所有者权限
        [-copyFromLocal [-f] [-p] [-l]  ... ]  # 从本地复制到hdfs 
        [-copyToLocal [-p] [-ignoreCrc] [-crc]  ... ] # 从hdfs复制到本地
        [-count [-q] [-h]  ...]						# 
        [-cp [-f] [-p | -p[topax]]  ... ] 	#从HDFS的一个路径拷贝到HDFS的另一个路径
        [-createSnapshot  []] # 创建快照
        [-deleteSnapshot  ]	# 删除快照
        [-df [-h] [ ...]]			# 查看hdfs存储
        [-du [-s] [-h]  ...]		# 查看文件假大小
        [-expunge]
        [-find  ...  ...]		
        [-get [-p] [-ignoreCrc] [-crc]  ... ]  #等同于copyToLocal,就是从HDFS下载文件到本地
        [-getfacl [-R] ]
        [-getfattr [-R] {-n name | -d} [-e en] ]
        [-getmerge [-nl]  ]		#合并下载多个文件,比如HDFS的目录 /user/test下有多个文件:log.1, log.2,log.3,...
        [-help [cmd ...]]				# 帮助命令
        [-ls [-d] [-h] [-R] [ ...]] 	#查看文件夹下文件
        [-mkdir [-p]  ...]			# 创建文件夹
        [-moveFromLocal  ... ] 	# 从本地移动到hdfs
        [-moveToLocal  ]       	# 从hdfs移动到本地
        [-mv  ... ]					# 移动文件
        [-put [-f] [-p] [-l]  ... ] #等同于copyFromLocal
        [-renameSnapshot   ]  #重命名快照
        [-rm [-f] [-r|-R] [-skipTrash]  ...]		# 删除文件
        [-rmdir [--ignore-fail-on-non-empty]  ...]		#删除文件夹
        [-setfacl [-R] [{-b|-k} {-m|-x } ]|[--set  ]]
        [-setfattr {-n name [-v value] | -x name} ]
        [-setrep [-R] [-w]   ...]		#设置HDFS中文件的副本数量
        [-stat [format]  ...]
        [-tail [-f] ]		#显示一个文件的末尾
        [-test -[defsz] ]
        [-text [-ignoreCrc]  ...]
        [-touchz  ...]
        [-truncate [-w]   ...]		# 清空路径
        [-usage [cmd ...]]

Generic options supported are
-conf      specify an application configuration file
-D             use value for given property
-fs       specify a namenode
-jt     specify a ResourceManager
-files     specify comma separated files to be copied to the map reduce cluster
-libjars     specify comma separated jar files to include in the classpath.
-archives     specify comma separated archives to be unarchived on the compute machines.

The general command line syntax is
bin/hadoop command [genericOptions] [commandOptions]

HDFS API操作

上面介绍了如何使用命令操作hdfs,这部分是如何使用代码操作hdfs

环境搭建

  1. 解压hadoop-2.7.2 到一个非中文无空格的目录下(所有开发涉及到的软件或配置尽量使用非中文无空格

    我解压到D:\softWare\devSoft\hadoop-2.7.2

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-D5WQsd67-1656919344374)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/d4d59d3a79d04bf4babaf540646603c9~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

  1. 配置Hadoop环境变量

    2.1新建HADOOP_HOME,路径为安装的文件夹 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gJXJjiez-1656919344376)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/88e2b4820f4d4a268c0c5ae80889d556~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

    2.2 配置Path环境变量

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GVxGMF4Z-1656919344378)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/e7ab8046e8374784b7ebea474d94bd6f~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

  2. 验证是否安装成功

    打开CMD 执行hadoop version 能显示当前Hadoop版本即可

C:\Users\Tian>hadoop version
Hadoop 2.7.2
Subversion https://git-wip-us.apache.org/repos/asf/hadoop.git -r b165c4fe8a74265c792ce23f546c64604acf0e41
Compiled by jenkins on 2016-01-26T00:08Z
Compiled with protoc 2.5.0
From source with checksum d0fda26633fa762bff87ec759ebe689c
This command was run using /D:/softWare/devSoft/hadoop-2.7.2/share/hadoop/common/hadoop-common-2.7.2.jar

打开IDEA 使用maven创建hdfsClientDemo工程,并在MAVEN中导入相关依赖

<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>${JAVA_HOME}/lib/tools.jarsystemPath>
		dependency>
dependencies>

添加日志配置文件

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

创建包名和HdfsClient类

结构如下

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-T7MjlbfO-1656919344380)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/62189a1af5f141cd8e7b2d27028e4b6f~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

案例

HDFS文件上传

    @Test
    public void testMkdirs() throws IOException, InterruptedException, URISyntaxException {

        // 1 获取文件系统
        Configuration configuration = new Configuration();
        // 配置在集群上运行
        // configuration.set("fs.defaultFS", "hdfs://hadoop201:9000");
        // FileSystem fs = FileSystem.get(configuration);

        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop201:9000"), configuration, "tian");

        // 2 创建目录
        fs.mkdirs(new Path("/test/tian/hdfsDemo"));

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

可以通过HDFS命令行查看结果,也可以通过WEB端查看结果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BOiLFFuB-1656919344381)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/80e9ac5fe7f4406bbc920389b3023d8c~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

HDFS文件下载

/**
     * HDFS文件下载
     */
    @Test
    public void testCopyToLocalFile() throws IOException, InterruptedException, URISyntaxException{

        // 1 获取文件系统
        Configuration configuration = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop201:9000"), configuration, "tian");

        // 2 执行下载操作
        // boolean delSrc 指是否将原文件删除
        // Path src 指要下载的文件路径
        // Path dst 指将文件下载到的路径
        // boolean useRawLocalFileSystem 是否开启文件校验
        fs.copyToLocalFile(false, new Path("/word.txt"), new Path("d:/word.txt"), true);

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

HDFS文件夹删除

@Test
public void testDelete() throws IOException, InterruptedException, URISyntaxException{

	// 1 获取文件系统
	Configuration configuration = new Configuration();
	FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop201:9000"), configuration, "tian");
		
	// 2 执行删除
	fs.delete(new Path("/test/tian/hdfsDemo"), true);
		
	// 3 关闭资源
	fs.close();
}

HDFS文件名修改

@Test
public void testRename() throws IOException, InterruptedException, URISyntaxException{

	// 1 获取文件系统
	Configuration configuration = new Configuration();
	FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop201:9000"), configuration, "tian"); 
		
	// 2 修改文件名称
	fs.rename(new Path("/word.txt"), new Path("/word1.txt"));
		
	// 3 关闭资源
	fs.close();
}

HSFS文件详情查看

查看文件名称、权限、长度、块信息

@Test
public void testListFiles() throws IOException, InterruptedException, URISyntaxException{

	// 1获取文件系统
	Configuration configuration = new Configuration();
	FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop201:9000"), configuration, "tian"); 
		
	// 2 获取文件详情
	RemoteIterator<LocatedFileStatus> listFiles = fs.listFiles(new Path("/"), true);
		
	while(listFiles.hasNext()){
		LocatedFileStatus status = listFiles.next();
			
		// 输出详情
		// 文件名称
		System.out.println(status.getPath().getName());
		// 长度
		System.out.println(status.getLen());
		// 权限
		System.out.println(status.getPermission());
		// 分组
		System.out.println(status.getGroup());
			
		// 获取存储的块信息
		BlockLocation[] blockLocations = status.getBlockLocations();
			
		for (BlockLocation blockLocation : blockLocations) {
				
			// 获取块存储的主机节点
			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();
}

HDFS文件和文件夹判断

@Test
public void testListStatus() throws IOException, InterruptedException, URISyntaxException{
		
	// 1 获取文件配置信息
	Configuration configuration = new Configuration();
	FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop201:9000"), configuration, "tian");
		
	// 2 判断是文件还是文件夹
	FileStatus[] listStatus = fs.listStatus(new Path("/"));
		
	for (FileStatus fileStatus : listStatus) {
		
		// 如果是文件
		if (fileStatus.isFile()) {
				System.out.println("f:"+fileStatus.getPath().getName());
			}else {
				System.out.println("d:"+fileStatus.getPath().getName());
			}
		}
		
	// 3 关闭资源
	fs.close();
}

HDFS流程

HDFS写数据流程

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7gVCuGhJ-1656919344383)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/bf23587a573f48978e6541731fb77171~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

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)NameNode返回3个DataNode节点,分别为dn1、dn2、dn3。

5)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。

6)dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。

7)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存),以Packet为单位,dn1收到一个Packet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。

8)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)。

HDFS读数据流程

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kfpJdJZO-1656919344385)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0a215d8cd73940b8a3f1e90ee9c74659~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

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输入流,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。

机架感知

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mWDZt4wp-1656919344386)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/2d66466cdb0449dcb696b143fb65ae2b~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

NN和2NN

NameNode中的元数据是存储在哪里的?

新的框架或组件的诞生必然是解决某些问题的

​ 如果存储在磁盘中,因为经常需要随机访问,因此效率很低,如果放在内存中,效率高了,一旦断电,元数据丢失,集群就无法工作了,因此产生在磁盘中备份元数据的FsImage

​ 新的问题来了,当在内存中更新元数据时,如果同步更新FSImage,那么效率也是很低的,如果不更新,会造成数据不一致,一旦断电,也会丢失数据,==因此,引入Edits文件(只进行追加操作,效率很高)。每当元数据有更新或者添加元数据时,修改内存中的元数据并追加到Edits中。==这样,一旦NameNode节点断电,可以通过FsImage和Edits的合并,合成元数据。

​ 但是,如果长时间添加数据到Edits中,会导致该文件数据过大,效率降低,而且一旦断电,恢复元数据需要的时间过长。因此,需要定期进行FsImage和Edits的合并,如果这个操作由NameNode节点完成,又会效率过低。因此,引入一个新的节点SecondaryNamenode,专门用于FsImage和Edits的合并。

NN和2NN工作机制

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5f6sPWkT-1656919344387)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/322f6943e9604dc6a84fd23a6dd7df24~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

  1. 第一阶段:NameNode启动

    (1)第一次启动NameNode格式化后,创建Fsimage和Edits文件。如果不是第一次启动,直接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在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。

NN和2NN工作机制详解:

Fsimage:NameNode内存中元数据序列化后形成的文件。

Edits:记录客户端更新元数据信息的每一步操作(可通过Edits运算出元数据)。

NameNode启动时,先滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress,然后加载Edits和Fsimage到内存中,此时NameNode内存就持有最新的元数据信息。Client开始对NameNode发送元数据的增删改的请求,这些请求的操作首先会被记录到edits.inprogress中(查询元数据的操作不会被记录在Edits中,因为查询操作不会更改元数据信息),如果此时NameNode挂掉,重启后会从Edits中读取元数据的信息。然后,NameNode会在内存中执行元数据的增删改的操作。

由于Edits中记录的操作会越来越多,Edits文件会越来越大,导致NameNode在启动加载Edits时会很慢,所以需要对Edits和Fsimage进行合并(所谓合并,就是将Edits和Fsimage加载到内存中,照着Edits中的操作一步步执行,最终形成新的Fsimage)。SecondaryNameNode的作用就是帮助NameNode进行Edits和Fsimage的合并工作。

SecondaryNameNode首先会询问NameNode是否需要CheckPoint(触发CheckPoint需要满足两个条件中的任意一个,定时时间到和Edits中数据写满了)。直接带回NameNode是否检查结果。SecondaryNameNode执行CheckPoint操作,首先会让NameNode滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress,滚动Edits的目的是给Edits打个标记,以后所有新的操作都写入edits.inprogress,其他未合并的Edits和Fsimage会拷贝到SecondaryNameNode的本地,然后将拷贝的Edits和Fsimage加载到内存中进行合并,生成fsimage.chkpoint,然后将fsimage.chkpoint拷贝给NameNode,重命名为Fsimage后替换掉原来的Fsimage。NameNode在启动时就只需要加载之前未合并的Edits和Fsimage即可,因为合并过的Edits中的元数据信息已经被记录在Fsimage中。

Fsimage和Edits解析

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ibwNxhnP-1656919344389)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/5e49a8998a18489f8fec17a09e3195a4~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

可以看出,Fsimage中没有记录块所对应DataNode,为什么?

在集群启动后,要求DataNode上报数据块信息,并间隔一段时间后再次上报。

CheckPoint时间设置

  1. SecondaryNameNode 默认每一个小时执行一次

    [hdfs-default.xml]

    <property>
      <name>dfs.namenode.checkpoint.periodname>
      <value>3600value>
    property>
    
  2. 设置为一分钟检查一次操作次数,当操作次数达到一百万时,执行一次

    <property>
      <name>dfs.namenode.checkpoint.txnsname>
      <value>1000000value>
    <description>操作动作次数description>
    property>
    
    <property>
      <name>dfs.namenode.checkpoint.check.periodname>
      <value>60value>
    <description> 1分钟检查一次操作次数description>
    property >
    
    

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. kill -9 NameNode进程

  2. 删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name)

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 tian@hadoop203:/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.periodname>
  <value>120value>
property>

<property>
  <name>dfs.namenode.name.dirname>
  <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namevalue>
property>
  1. kill -9 NameNode进程

  2. 删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name)

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
[tian@hadoop201 dfs]$ scp -r tian@hadoop201:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary ./

[tian@hadoop201 namesecondary]$ rm -rf in_use.lock

[tian@hadoop201 dfs]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs

[tian@hadoop201 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

集群安全模式

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JHqvD9ng-1656919344390)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/06c60817967c4f29aed534fee53d7e78~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

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)

NameNode多目录设置

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

  1. 在hdfs-site.xml文件中增加如下内容

    <property>
        <name>dfs.namenode.name.dirname>
    <value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name2value>
    property>
    
  2. 停止集群,删除data和logs中所有数据。

    [tian@hadoop201 hadoop-2.7.2]$ rm -rf data/ logs/
    [tian@hadoop202 hadoop-2.7.2]$ rm -rf data/ logs/
    [tian@hadoop203 hadoop-2.7.2]$ rm -rf data/ logs/
    
  3. 格式化集群并启动。

    [tian@hadoop201 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode –format
    [tian@hadoop201 hadoop-2.7.2]$ sbin/start-dfs.sh
    
  4. 查看结果

    [tian@hadoop201 dfs]$ ll
    总用量 12
    drwx------. 3 tian tian 4096 1211 08:03 data
    drwxrwxr-x. 3 tian tian 4096 1211 08:03 name1
    drwxrwxr-x. 3 tian tian 4096 1211 08:03 name2
    

DataNode

工作机制

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RkOTexkv-1656919344392)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/bf0143502aa64c1894ed8ee3d9669db6~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

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,块数据的校验和,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。

数据完整性

思考:如果电脑磁盘里面存储的数据是控制高铁信号灯的红灯信号(1)和绿灯信号(0),但是存储该数据的磁盘坏了,一直显示是绿灯,是否很危险?同理DataNode节点上的数据损坏了,却没有发现,是否也很危险,那么如何解决呢?

如下是DataNode节点保证数据完整性的方法。

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

掉线时限参数设置

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EBRKpTUw-1656919344393)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/2168e12700bd4107916362bca115c7e0~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

需要注意的是hdfs-site.xml 配置文件中的heartbeat.recheck.interval的单位为毫秒,dfs.heartbeat.interval的单位为秒。

<property>
    <name>dfs.namenode.heartbeat.recheck-intervalname>
    <value>300000value>
property>

<property>
    <name>dfs.heartbeat.intervalname>
    <value>3value>
property>

服役新节点

背景是公司业务增长,数据量越来越大,原来的节点容量不够了,需要在原有集群基础上动态增加新的数据节点

  1. 准备新服务器,取名为Hadoop204

  2. 配置Hadoop204和其他DataNode节点一致

    注意要无密登录,hosts文件和hostname,关闭防火墙

  3. 如果要被群起命令管理需要配置slave,增加新的节点hostname

  4. 删除原来HDFS文件系统留存的文件(/opt/module/hadoop-2.7.2/data和log)

  5. source一下配置文件

    source /etc/profile
    
  6. 直接在新机器上单机启动DataNode

hadoop-daemon.sh start datanode
yarn-daemon.sh start nodemanager
  1. 如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
./start-balancer.sh

退役旧节点

黑名单退役

在黑名单上面的主机都会被强制退出。

  1. 在NameNode的/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts.exclude文件

    hadoop204 # 添加要退役的节点名称
    
  2. 在NameNode的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts.exclude属性

    <property>
    <name>dfs.hosts.excludename>
          <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts.excludevalue>
    property>
    
  3. 刷新NameNode、刷新ResourceManager

    hdfs dfsadmin -refreshNodes # 刷新namenode节点
    yarn rmadmin -refreshNodes	# 刷新ResourceManager
    
  4. 检查Web浏览器,退役节点的状态为decommission in progress(退役中),说明数据节点正在复制块到其他节点

  5. 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

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TDYz7Fqx-1656919344395)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/29bdcc60e8da414ea6beb5cfa173e37c~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

  6. 如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡

    start-balancer.sh 
    

注意:不允许白名单和黑名单中同时出现同一个主机名称。

白名单退役

退役如下节点

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KYXbaeu6-1656919344396)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/45443185f3b74cb69c9168ef26a739d7~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

  1. 在NameNode的/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts文件

  2. 添加如下主机名称(不添加hadoop204)

    hadoop201
    hadoop202
    hadoop203
    
  3. 在NameNode的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts属性

    <property>
    <name>dfs.hostsname>
    <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hostsvalue>
    property>
    
  4. 配置文件分发

    xsync hdfs-site.xml
    
  5. 刷新NameNode 更新ResourceManager节点

    hdfs dfsadmin -refreshNodes # 刷新namenode节点
    yarn rmadmin -refreshNodes	# 刷新ResourceManager
    
  6. 在web浏览器上查看,直接退役掉

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TAF835jG-1656919344397)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/df3038df9b254cb4953182d0aa6f349e~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

Datanode多目录配置

DataNode也可以配置成多个目录,每个目录存储的数据不一样。即:数据不是副本

  1. 修改hdfs-site.xml

    <property>
            <name>dfs.datanode.data.dirname>
    <value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data2value>
    property>
    
  2. 分发配置文件

    xsync hdfs-site.xml
    
  3. 刷新

    hdfs dfsadmin -refreshNodes # 刷新namenode节点
    yarn rmadmin -refreshNodes	# 刷新ResourceManager
    
  4. 查看目录

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NZ6kEO7V-1656919344398)(//p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/24da4d21b93b4763917254e652b8fe7e~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image)]

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