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目前企业应用较多的是Hadoop2.x,所以本文是以Hadoop2.x为主,对于Hadoop3.x新增的内容会进行说明!
一、HDFS 1. HDFS概述Hadoop 分布式系统框架中,首要的基础功能就是文件系统,在 Hadoop 中使用 FileSystem 这个抽象类来表示我们的文件系统,这个抽象类下面有很多子实现类,究竟使用哪一种,需要看我们具体的实现类,在我们实际工作中,用到的最多的就是HDFS(分布式文件系统)以及LocalFileSystem(本地文件系统)了。
在现代的企业环境中,单机容量往往无法存储大量数据,需要跨机器存储。统一管理分布在集群上的文件系统称为分布式文件系统。
HDFS(Hadoop Distributed File System)是 Hadoop 项目的一个子项目。是 Hadoop 的核心组件之一, Hadoop 非常适于存储大型数据 (比如 TB 和 PB),其就是使用 HDFS 作为存储系统. HDFS 使用多台计算机存储文件,并且提供统一的访问接口,像是访问一个普通文件系统一样使用分布式文件系统。
2. HDFS架构HDFS是一个主/从(Mater/Slave)体系结构,由三部分组成: NameNode 和 DataNode 以及 SecondaryNamenode:
NameNode 负责管理整个文件系统的元数据,以及每一个路径(文件)所对应的数据块信息。
DataNode 负责管理用户的文件数据块,每一个数据块都可以在多个 DataNode 上存储多个副本,默认为3个。
Secondary NameNode 用来监控 HDFS 状态的辅助后台程序,每隔一段时间获取 HDFS 元数据的快照。最主要作用是辅助 NameNode 管理元数据信息。
3. HDFS的特性首先,它是一个文件系统,用于存储文件,通过统一的命名空间目录树来定位文件;
其次,它是分布式的,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. master/slave 架构(主从架构)
HDFS 采用 master/slave 架构。一般一个 HDFS 集群是有一个 Namenode 和一定数目的 Datanode 组成。Namenode 是 HDFS 集群主节点,Datanode 是 HDFS 集群从节点,两种角色各司其职,共同协调完成分布式的文件存储服务。
2. 分块存储
HDFS 中的文件在物理上是分块存储(block)的,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。
3. 名字空间(NameSpace)
HDFS 支持传统的层次型文件组织结构。用户或者应用程序可以创建目录,然后将文件保存在这些目录里。文件系统名字空间的层次结构和大多数现有的文件系统类似:用户可以创建、删除、移动或重命名文件。
Namenode 负责维护文件系统的名字空间,任何对文件系统名字空间或属性的修改都将被 Namenode 记录下来。
HDFS 会给客户端提供一个统一的抽象目录树,客户端通过路径来访问文件,形如:hdfs://namenode:port/dir-a/dir-b/dir-c/file.data。
4. NameNode 元数据管理
我们把目录结构及文件分块位置信息叫做元数据。NameNode 负责维护整个 HDFS 文件系统的目录树结构,以及每一个文件所对应的 block 块信息(block 的 id,及所在的 DataNode 服务器)。
5. DataNode 数据存储
文件的各个 block 的具体存储管理由 DataNode 节点承担。每一个 block 都可以在多个 DataNode 上。DataNode 需要定时向 NameNode 汇报自己持有的 block 信息。 存储多个副本(副本数量也可以通过参数设置 dfs.replication,默认是 3)
6. 副本机制
为了容错,文件的所有 block 都会有副本。每个文件的 block 大小和副本系数都是可配置的。应用程序可以指定某个文件的副本数目。副本系数可以在文件创建的时候指定,也可以在之后改变。
7. 一次写入,多次读出
HDFS 是设计成适应一次写入,多次读出的场景,且不支持文件的修改。
正因为如此,HDFS 适合用来做大数据分析的底层存储服务,并不适合用来做网盘等应用,因为修改不方便,延迟大,网络开销大,成本太高。
如果没有配置 hadoop 的环境变量,则在 hadoop 的安装目录下的bin目录中执行以下命令,如已配置 hadoop 环境变量,则可在任意目录下执行
help
格式: hdfs dfs -help 操作命令 作用: 查看某一个操作命令的参数信息ls
格式:hdfs dfs -ls URI 作用:类似于Linux的ls命令,显示文件列表lsr
格式 : hdfs dfs -lsr URI 作用 : 在整个目录下递归执行ls, 与UNIX中的ls-R类似mkdir
格式 : hdfs dfs -mkdir [-p] <paths> 作用 : 以<paths>中的URI作为参数,创建目录。使用-p参数可以递归创建目录