HDFS概述

旧城等待， 2022-08-31 13:18 148阅读 0赞

## 1、HDFS 产出背景及定义 ##

**（1）HDFS 产生背景**  
随着数据量越来越大，在一个操作系统存不下所有的数据，那么就分配到更多的操作系统管理的磁盘中，但是不方便管理和维护，迫切需要一种系统来管理多台机器上的文件，这就是分布式文件管理系统。HDFS 只是分布式文件管理系统中的一种。

**（2）HDFS 定义**  
HDFS（Hadoop Distributed File System），它是一个文件系统，用于存储文件，通过目录树来定位文件；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。  
HDFS 的使用场景：适合一次写入，多次读出的场景。一个文件经过创建、写入和关闭之后就不需要改变。

## 2、HDFS优点 ##

（1）高容错性  
数据自动保存多个副本。它通过增加副本的形式，提高容错性。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

（2）适合处理大数据  
   ① 数据规模：能够处理数据规模达到GB、TB、甚至PB级别的数据；  
   ② 某一个副本丢失以后，它可以自动恢复。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
   ③ 文件规模：能够处理百万规模以上的文件数量，数量相当之大。

（3）可构建在廉价机器上，通过多副本机制，提高可靠性。

## 3、HDFS缺点 ##

（1）不适合低延时数据访问，比如毫秒级的存储数据，是做不到的。

（2）无法高效的对大量小文件进行存储。  
   ① 存储大量小文件的话，它会占用NameNode大量的内存来存储文件目录和块信息。这样是不可取的，因为NameNode的内存总是有限的；  
   ② 小文件存储的寻址时间会超过读取时间，它违反了HDFS的设计目标。

（3）不支持并发写入、文件随机修改。  
   ① 一个文件只能有一个写，不允许多个线程同时写；  
   ② 仅支持数据append（追加），不支持文件的随机修改

## 4、HDFS组成架构 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

（1）NameNode（nn）：就是Master，它是一个主管、管理者。  
   ① 管理HDFS的名称空间；  
   ② 配置副本策略；  
   ③ 管理数据块（Block）映射信息；  
   ④ 处理客户端读写请求。

（2）DataNode：就是Slave。NameNode下达命令，DataNode执行实际的操作。  
   ① 存储实际的数据块；  
   ② 执行数据块的读/写操作。

（3）Client：就是客户端。  
   ① 文件切分。文件上传HDFS的时候，Client将文件切分成一个一个的Block，然后进行上传；  
   ② 与NameNode交互，获取文件的位置信息；  
   ③ 与DataNode交互，读取或者写入数据；  
   ④ Client提供一些命令来管理HDFS，比如NameNode格式化；  
   ⑤ Client可以通过一些命令来访问HDFS，比如对HDFS增删查改操作；

（4）Secondary NameNode：并非NameNode的热备。当NameNode挂掉的时候，它并不  
能马上替换NameNode并提供服务。  
   ① 辅助NameNode，分担其工作量，比如定期合并Fsimage和Edits，并推送给NameNode ；  
   ② 在紧急情况下，可辅助恢复NameNode。

## 5、HDFS块大小 ##

HDFS中的文件在物理上是分块存储（Block），块的大小可以通过配置参数( dfs.blocksize）来规定，默认大小在Hadoop2.x/3.x版本中是128M，1.x版本中是64M。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

**思考：为什么块的大小不能设置太小，也不能设置太大？**  
（1）HDFS的块设置太小，会增加寻址时间，程序一直在找块的开始位置；  
（2）如果块设置的太大，从磁盘传输数据的时间会明显大于定位这个块开  
始位置所需的时间。导致程序在处理这块数据时，会非常慢。  
**总结：HDFS块的大小设置主要取决于磁盘传输速率。**

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220829/c097f54915ee4e3f9c37ac199543dafa.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220829/b05452d471f04ab5b526d54a11bdd8d2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220829/23831e7b046b48b2be0da8ddb16a11b6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob3U0NDExNzgx_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220829/39f9c3d6369c4f12832ef823222620b5.png