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学习笔记-HDFS1.0/2.0

分类: 文章 • 2023-10-13 11:22:45
HDFS1.0
HDFS 由三个组件构成，完全是两种不同的进程（NameNode，DataNode）：
  1. NameNode  只有一个，在一个集群上
  2. SecondaryNmaeNode
  3. DataNode 在集群上有很多，但是一个机器只有一个
1，2属于Master 上，3属于Slave上也叫做work上

HDFS（存储）上的各个节点说明：
  1. Master 主节点，负责分配用户给的任务，相当于公司的老板
  2. Slave 从节点，负责处理Master分配的任务，相当于公司的员工
  3. Client 客户端 ，负责给Master分配任务， 相当于用户出钱给公司，给公司的Master分配任务，也可以直接和Slave通信


DataNode 最小的数据单元是block ，block默认是64M，可以通过配置文件修改

HDFS里面这个数据通常是顺序读的，原因就是吞吐能力

NameNode：
  1. NameNode 管理文件系统命名空间
  2. 存储元数据
    1. 文件名目录名以及之间的关系
    2. 文件目录所有者权限
    3. 每个文件块的名称及文件由哪些组成
  4. 元数据保存在内存中，在hdfs系统的运行期间，会定期保存元数据到fsimage ，运行期间会对元信息的操作都保存在内存中并持久化到edits，并且定期edits和fsimange文件会被SecondaryNameNode周期性合并
  5. 元数据中有两种很重要的数据，也可以认为是映射数据
    1. 文件名  --》 block
    2. block --》 dataNode
  7. NameNode不会存储用户数据或执行MapReduce任务
 通过以上第四点就可以说明client 找master 就知道该找哪个dataNode

DataNode：
  1. 负责存储数据块，负责为系统客户端提供数据块的读写服务
  2. 根据NameNode指示，执行任务
  3. 心跳机制，定期（3s）报告文件块列表信息
  4. DataNode之间通信，块的副本处理

  
两个文件:
  • fsimage - 它是在NameNode 启动时对整个文件系统的快照
  • 编辑日志 - 它是在NameNode 启动后，对文件系统的改动序
SecondaryNameNode：
  1. 用来保存HDFS元数据信息，比如命名空间信息，块信息，由于这些都是在内存中，SecondNameNode为了考虑持久化到磁盘
  2. 他所做的是在文件系统设置一个检查点帮助的NameNode更好工作
  3. 定时到NameNode去获取编辑日志，并更新到fsimage，一旦有了新的fsimage文件，将其拷回NameNode


数据完整性校验，
  1. HDFS会对写入的数据计算校验和，并在读取数据时验证校验和，通过CRC32的循环冗余校验码
  2. 数据块检测程序DataBlockScanner在DataNode节点上开启一个后台线程，来定期验证存储在它上的所有块，这是防止物理介质出现损失情况而造成数据损坏

HDFS特点：
  1. 存储并管理PB极大数据
  2. 处理非结构化数据
  3. 注重数据处理的吞吐量
  4. 应用模式：一次写多次读存取模式
HDFS副本管理策略：机架感知策略

HDFS和MapReduce本地模式：
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HDFS2.0    
NameNode HA
  1.  HDFS高可用性将通过在一个集群中运行两个的NameNode（活性＆备用）来解决
  2. 任何时间只有一台处于active另一个处于standby随时准备切换
QJM（Hadoop的提供的一个服务，保证的NameNode间的数据同步，借助ZK）：
  1. 管理文件系统的命名空间
  2. 数据间的同步
QJM实现高可用（HA）的原因：
  1. 不需要额外配置恭喜那个存储（相对于NFS）
  2. 消除单点问题
  3. 可配置，使得系统更加鲁棒
  4. JN不会因为一台的延迟而影响整体的延迟，也不会因为JN的数量增多而影响
Active NameNode和Standby NameNode同步目录镜像树，需要依赖JournalNodes守护进程，完成数据一致性
要保证这两个之间数据完全一致就需要两个一致：一个是数据（通过数据管理部保证），一个是命名空间（通过JN（QJM起来的进程）来保证的），一个集群中，最少要运行3个JN系统，使得系统有一定的容错能力


FailoverController进程（ZKFC）主要是用来故障转移用的（active的NN突然挂掉了，切换到NN待机）
ZKFC是ZK集群的客户端，ZKFC用来监控NN的状态信息（zkfc在ZK上创建临时节点，与NN保持心跳）

一个命名空间对应一个块池（是同一个命名空间下的所有块集合）

NameNode Federation
    本质：将一部分文件迁移到其他NN上进行管理，只有元数据管理和存放被分隔开，但是真实数据存储还是共享
    优势：
  1. 命名空间横向扩展
  2. 性能提升
  3. 资源的隔离

应用：新的文件系统viewfs（视图文件系统）

HDFS快照：主要用来做数据备份，一个只读的基于时间点的文件系统拷贝，快照并不影响HDFS的正常操作，快照数据是当前数据减去修改的部分计算出来的，会存在snapshottable目录下，对目录进行设定，只记录了块列表和文件大小，不会复制文件

HDFS2.0缓存 - “集中式缓存，通过中央节点提前把目录加载进去
  1. 集中化缓存对于重复访问的文件很有用
  2. 明确的锁定可以阻止频繁使用的数据被从内存中清除
  3. 缓存可以缓存当前目录和文件，但是目录是非递归

Hadoop的ACL机制：和linux一致，在Hadoop2.4版本以后 

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