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1.5 HDFS分布式文件系统
1.5.1 HDFS 简介
HDFS(全称:Hadoop Distribute File System,Hadoop 分布式文件系统)是 Hadoop 核心组成,是分布式存储服务。
分布式文件系统横跨多台计算机,在大数据时代有着广泛的应用前景,它们为存储和处理超大规模数据提供所需的扩展能力。
HDFS是分布式文件系统中的一种。
1.5.2 HDFS的重要概念
HDFS 通过统一的命名空间目录树来定位文件;另外,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(分布式本质是拆分,各司其职)
- 典型的 Master/Slave 架构
HDFS 的架构是典型的 Master/Slave 结构。
HDFS集群往往是一个NameNode(HA架构会有两个NameNode,联邦机制)+ 多个DataNode组成。
NameNode是集群的主节点,DataNode是集群的从节点。
- 分块存储(block机制)
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。
Hadoop2.x版本中默认的block大小是128M。
- 命名空间(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提供给客户单一个抽象目录树,访问形式:hdfs://namenode的hostname:port/test/input
hdfs://linux121:9000/test/input
- 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的元数据记录每一个文件所对应的block信息(block的id,以及所在的DataNode节点的信息)
- DataNode数据存储
文件的各个 block 的具体存储管理由 DataNode 节点承担。一个block会有多个DataNode来存储,DataNode会定时向NameNode来汇报自己持有的block信息。
- 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。 副本数量默认是3个。
- 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,且不支持文件的随机修改。(支持追加写入, 不只支持随机更新)
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(修改不方便,延迟大,网络开销大,成本太高)
1.5.3 HDFS架构
- NameNode(nn):hdfs集群的管理者,Master
- 维护管理hdfs的名称空间(NameSpace)
- 维护副本策略
- 记录文件块(Block)的映射信息
- 负责处理客户端读写请求
- DataNode:NameNode下达命令,DataNode执行实际操作,Slave节点。
- Client:客户端
- 上传文件到HDFS的时候,Client负责将文件切分成Block,然后进行上传
- 请求NameNode交互,获取文件的位置信息
- 读取或写入文件,与DataNode交互
- Client可以使用一些命令来管理HDFS或者访问HDFS
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