大數據-hadoop生態之-HDFS

1、HDFS初識

 hdfs的概念：

　　HDFS,它是一個文件系統,用於存儲文件,經過目錄樹定位文件,其次,他是分佈式的,由不少服務器聯合起來 實現功能,集羣中的服務器各有各自的角色

       HDFS設計適合一次寫入,屢次讀出的場景,且不支持文件的修改,適合用來作數據分析,並不適合作網盤等應用

 

HDFS的組成：

　　HDFS集羣包括,NameNode和DataNode以及Secondary NameNode

       NameNode負責管理整個文件系統的元數據,以及每個路徑(文件) 所對應的數據塊信息

       DataNode負責管理用戶的文件數據塊,每個數據塊能夠在多個NameNode上存儲多副本

       SecondNameNode 用來監控HDFS狀態的輔助後臺程序,每隔一段時間獲取HDFS元數據的快照

 

HDFS的快比磁盤塊大的緣由：

       目的是爲了最小尋址開銷 尋址時間爲傳輸時間的1%時,則爲最佳狀態。

 

 

hdfs-默認Block塊大小是128M hadoop2.0如下默認塊是64M,經過hdfs的web端 能夠看到數據塊的BlockId 和 當前數據分爲多少個Block 例如2G的數據, 會分紅16個Block塊. 並且若是最後一個塊分配不滿的話,會動態伸縮 不會固定佔用128M

 

2、當一個DataNode進程掛掉,數據還會繼續同步嗎？

    會的hdfs-client會報錯,可是數據會繼續上傳, 經過web端查看 還會顯示3副本,可用副本爲2,當DataNode啓動後,副本會進行重建,  若是datanode出現問題 client會從新獲取datanode節點 進行同步

 

查看DataNode的日誌

3、HDFS啓動和中止說明

sbin/hadoop-daemon.sh start namenode 單獨啓動NameNode守護進程

sbin/hadoop-daemon.sh stop namenode 單獨中止NameNode守護進程

sbin/hadoop-daemon.sh start datanode 單獨啓動DataNode守護進程

sbin/hadoop-daemon.sh stop datanode 單獨中止DataNode守護進程

 

4、HDFS操做命令大全

1. -help 輸出這個命令的參數

5、HDFS的數據流之文件寫入

　　　　

 

1. 客戶端向namenode請求上傳文件,namenode檢查目標文件是否已存在,父目錄是否存在
2. namenode 返回是否能夠上傳
3. 客戶端請求第一個block上傳到哪一個datanode服務器上
4. namenode返回三個datanode節點,分別爲dn1,dn2,dn3
5. 客戶端請求dn1上傳數據,dn1收到請求會繼續調用dn2,而後dn2調用dn3將這個通訊管道創建完成
6. dn一、dn二、dn3逐級應答客戶端
7. 客戶端開始往dn1上傳第一個block(先從磁盤讀取數據放到本地緩存),以packet爲單位dn1收到一個packet就會傳給dn2，dn2傳給dn3，dn1每傳一個packet會放入一個應答隊列等待應答
8. 當一個block傳輸完成以後,客戶端會再次請求namenode上傳第二個block

 

6、HDFS的數據流之文件讀取

  

1. 客戶端向namenode請求下載文件,namenode經過查詢元數據,找到文件所在的datanode 地址(多個)
2. 經過就近原則 而後隨機挑選一臺datanode 請求讀取數據
3. datanode 開始傳輸數據給客戶端(從磁盤裏讀取數據放入流,以packet爲單位校驗)
4. 客戶端以packet爲單位接收,如今本地緩存,在寫入目標文件

七、HDFS的機架感知

　　一、查看是否開啓機架感知

　　　　　　hdfs dfsadmin -printTopology

        

　　hadoop2.7.2副本節點選擇

　　　　第一個副本在client所處的節點上,若是客戶端在集羣外,隨機選擇一個

              第二個副本和第一個副本在相同機架,隨機節點

              第三個副本位於不一樣機架,隨機節點

　　經過web配置 或者 生成規定格式的Topology文件 在啓動hdfs

八、HDFS查看Block詳細信息

　　hdfs fsck /data -files -blocks

　　

九、HDFS讓編輯日誌 進行滾動

　　hdfs dfsadmin -rollEdits

     

十、HDFS之NameNode和SecondNameNode工做機制

　　　　

1. 第一階段:nameNode啓動

             1.第一次啓動namenode格式化後,建立fsimage和edits文件,若是不是第一次啓動,直接加載編輯日誌和鏡像文件到內存中

             2.客戶端對元數據進行增刪改的請求

             3.NameNode記錄操做日誌,更新滾動日誌 --編輯日誌,fsimage只在啓動讀取(索引)

             4.nameNode在內存對數據進行增刪改查

        2.第二階段 SecondNameNode工做

            1.SecondNameNode詢問namenode是否須要checkpoint。直接返回namenode是否檢查結果

            2.Second NameNode請求執行checkpoint

            3.nameNode滾動正在寫的edits日誌

            4.將滾動前的編輯日誌和鏡像文件拷貝到Second NameNode

            5.SecondNameNode加載編輯日誌和鏡像文件 進行合併

            6.生成新的鏡像文件fsimage.chkpoint

            7.拷貝fsimage.chkpoint到namenode

            8.namenode將新的fsimage.chkpoint重命名爲fsimage

        3.web查看Second NameNode http://xxxxx:50090

        4.chkpoint檢查時間參數設置

           一般狀況下每隔一個小時執行一次，或者一分鐘檢查一次操做次數,當操做次數達到1百萬時候 執行一次

           

十一、當datanode掛了,經過web端查看 LastContact會一直增長

 十二、查看namenode版本號

　　/tmp/dfs/name/current這目錄下有個VERSION

　　

　　ClusterID 集羣的惟一ID 全局惟一

　　PS：

　　　　我今天不當心格式化了兩次hdfs 爲啥出現datanode就起不來?
　　　　解決方案1：
　　　　將全部節點的VERSION文件的clusterID改成一致

　　　　解決方案2：
　　　　將全部節點的臨時目錄所有刪除(data/tmp)，從新格式化namenode便可

　　　　單獨啓動全部節點的datanode
　　　　hadoop-daemons.sh start datanode

　　　　注意：
　　　　在格式化hdfs的時候務必要關閉hdfs進程

1三、集羣安全模式

　　1.NameNode啓動時,首先將鏡像文件(fsimage)載入內存,並執行編輯日誌(edits)中的各項操做,一旦在內存成功創建文件系統元數據鏡像,則建立一個新的fsimage文件和一個空的編輯日誌,此時,nameNode開始監聽datanode請求,可是此刻,namenode運行的安全模式,即namenode的文件系統對於客戶端是隻讀的.

　　系統中的數據塊的位置並非由namenode維護的,而是以塊列表的形式存儲在datanode中,在系統正常操做期間,namenode會在內存中保留全部的塊的映射信息,在安全模式下,各個datanode會向namenode發送最新塊列表信息,namenode瞭解到足夠多的塊位置以後,既可高效運行文件系統

       若是知足"最小副本條件",namenode會在30秒以後退出安全模式,最小條件:整個文件系統99.9%的塊知足最小副本級別(默認值:dfs.replication.min=1)，在啓動一個剛格式化 沒有任何塊的集羣,不會進入安全模式

　　

        [search@bsq10 current]$ hdfs dfsadmin -safemode get  查看安全模式
         Safe mode is OFF

　　hdfs dfsadmin -safemode enter  進入安全模式

　　hdfs dfsadmin -safemode leave 退出安全模式

       hdfs dfsadmin -safemode wait 等待安全模式

        

 

1四、HDFS之DataNode工做機制

 

1.  一個數據塊在datanode上以文件形式存儲在磁盤上,包括兩個文件 一個是數據自己,一個是元數據包括數據塊的長度、塊數據的校驗和,以及時間戳
2. DataNode啓動後向namenode註冊 經過 週期性(1小時) 向namenode上報全部塊的信息
3. 心跳是每3秒一次,心跳返回結果帶有namenode給該datanode的命令如複製塊數據到另一臺機器,或者刪除某個數據塊,若是超過10分鐘沒有收到某個datanode的心跳 則確認該節點不可用
4. 集羣運行中能夠安全加入和退出一些機器

1五、補充

　　2nn如何恢復namenode的數據：
　　　　一、將2nn的數據放置到namenode的工做目錄
　　　　二、經過hdfs namenode -recover恢復數據
　　　　三、重啓hdfs

　　　　namenode和Datanode的真實數據(工做目錄)
　　　　　　===========================================================
　　　　namenode存儲HDFS的fsimage(鏡像文件) + edits(編輯日誌)

　　　　　　（1） Fsimage 文件：HDFS 文件系統元數據的一個永久性的檢查點，其中包含 HDFS文件系統的全部目錄和文件 idnode 的序列化信息。 //存放全部文件(夾)的索引　　　　　　（2） Edits 文件：存放 HDFS 文件系統的全部更新的操做，文件系統客戶端執行的全部寫操做首先會被記錄到 edits 文件中。 //存放操做