Hadoop入門—基本原理簡介

現在打算學習一些關于分布式,大數據,和hadoop的知識,創建一個筆記本,作為入門的筆記。

1. 安裝hadoop

http://www.lxweimin.com/p/da650254762c

2. 配置hadoop(偽分布的模式)

http://www.lxweimin.com/p/8acdd5d912dc

3. hadoop 是什么?

hadoop 是Apache 軟件基金會旗下的一個開源分布式計算平臺。以hadoop 文件系統(hdfs)和 mapreduce (google 提出的mapreduce計算框架)為核心的分布式基礎架構。

hdfs 類似于 gfs,是用一群廉價的pc,組成一個高性能的文件系統。具有高容錯性,可靠性,高伸縮性等優點。

mapreduce 是一個分布式的編程模型,允許用戶在不了解分布式底層細節的情況下,寫出并行的分布式程序,完成海量數據的處理。

hadoop核心設計,參考了google的三篇非常著名的paper,一個是google file system,mapreduce,bigtable。寫得非常好,如果英語基礎不差的人,強烈建議讀一下原文。

原文的鏈接
google file system :http://dl.acm.org/citation.cfm?id=945450
mapreduce:http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1327492
bigtable:http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1365816

4. hadoop原理簡介

<ul>
<li>1. hdfs</li>
關于hdfs這一部分的理論知識,我的參考資料的是gfs這篇paper,他們兩個的設計理念是相同的。

hdfs/gfs的特點是:
<ol>
<li> google 為了處理海量的數量,開發了這個文件系統,所以他的一個特點是適合處理超大的文件。(反而是小文件 會降低gfs的性能)</li>

<li> 運行在廉價的系統之上,并不是很貴的server ,而是普通的pc。這也是google的一個特點,喜歡在一個廉價的pc之上堆出一個牛x的系統。這也帶來另外一個問題,就是在一個大規模的系統上,單點故障的雖然很小,但是乘以一個很大的規模,結點的故障也會變成一個常態。(比如pc的故障率是0.00001,但是一個集群有10w臺設備,那么總是會有幾臺設備 處于故障中)。所以,整個系統必須要考慮容錯性。</li>

<li>對文件操作的特點是,一次寫入,多次讀取。對文件的修改,是基本上不允許的,只能是對文件進行追加寫。這也是google業務的一個特點,因為在保存網頁或其他數據的時候,只是需要一次寫入就好,然后不斷的查詢,不斷的讀取。基本上不會對文件進行修改,只是追加的去寫。</li>
</ol>

gfs/hdfs 這樣的特點,帶來的問題就是:
<ol>
<li>實時性比較弱,對數據的查詢是分鐘級別的。對于實時響應的是業務,可以使用HBase。</li>
<li>對大量的小文件的支持不好,這個是因為namenode的大小是有限的,一個索引的文件大小是固定的,文件越多,這樣占據namenode 的空間越多,這樣降低的namenode的性質。 </li>
<li>hdfs 只能有一個寫入者,并且只能是追加寫。不支持多個寫入者。</li>
</ol>

hdfs的架構簡介
一個完整的hdfs運行在一些結點之上,這些結點運行著不同類型的守護進程,如namenode,datanode,secondarynode,不同的結點相互配合,一起構成了hdfs。

hdfs結構

Namenode:namenode是一個名稱節點,是hdfs的大腦,它維護著文件系統的目錄樹。
Secondarynode:第二個名字節點,用于備份,一旦namenode掛掉,那么secondarynode就補上。
datanode:data節點用來存儲數據。
Client:客戶機是用來讀寫數據。

具體分析: 關于hdfs讀寫的具體流程(參見一個網頁鏈接和書)

<br />
<li>2. 計算框架 Mapreduce </li>mapreduce源自google的一篇文章,大概的設計思想是分治的思想,把計算的任務分布在不同的計算節點上,并行的去完成,然后不斷的歸并結果。主要對數據處理的過程是 map(映射)和reduce(化簡)。

優點:
<ol><li>mapreduce計算模型向用戶屏蔽了分布式系統編程的細節,用戶不必考慮進程間通訊等細節,只需要將精力關注在編寫map和reduce函數即可。</li>
<li>可擴展性強: 當計算能力不足的時候,可以通過增加計算節點,來增加系統的計算能力 </li>
<li> 容錯性強: 對于節點故障,mapreduce計算框架會很方便的將自己的作業安排到其他的節點來完成運算。</li></ol>

具體分析:
mapreduce一個簡單例子。 見書 p98頁
<br />
<li>3. 數據庫Hbase</li>
<br />
<li>4. Hive</li>
<br />
</ul>

參考資料:
hadoop的官方文檔:http://hadoop.apache.org/docs/r1.0.4/cn/hdfs_design.html#Namenode+%E5%92%8C+Datanode
《hadoop 權威指南》
《hadoop 海量數據處理》 范東來
《hadoop 實戰》陸嘉恒

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