大数据分布式存储原理

大数据基础

1.什么是大数据

短时间内快速的产生海量的多种多样的有价值的数据

2.大数据技术

2.1 分布式存储

2.2 分布式计算

① 分布式批处理（无法实现预测）

存一段时间的数据，等到将来某一时刻时再进行处理

② 分布式流处理（实时处理）（无法实现预测）

数据不需要攒，直接处理，每产生一条数据，立马对这条数据进行处理。

2.3 机器学习

可以实现预测

3.分布式存储原理

3.1主要概念：元数据：描述数据的数据

NameNode：管理元数据

datanode：负责存储源数据

block：存储单元 一个存储单元的数据，不能拆分成两部分来存储

备份：解决数据安全

3.2上传文件步骤：①如果要上传一个大文件，计算大文件的block数量，大文件大小/128M=block数

②客户端向namenode汇报 当前大文件的block数

当前大文件属主 （权限）

上传时间

for(Block block:blocks(大文件计算出来的block)){

③客户端切割出来的一个block

④客户端向namenode请求block块的id号以及地址

⑤因为namenode能够掌握全局，管理所有的DataNode，所以他会将负载不高的DataNode地址返回给客户端

⑥客户端拿到地址后，找到DataNode去上传数据

写数据的详细流程：在DataNode之间建立一个管道

将一个block切割成一个个packet(64k)，然后源源不断的往管道中输送

这样做的目的是并行存储

⑦DataNode将block存储完毕后，会向namenode汇报当前的存储情况

}

3.3namenode的作用：掌控全局，管理DataNode以及元数据

元数据存储在内存中（因为内存不稳定，需要将元数据持久化到磁盘上）

元数据包括：文件owership，permissions

文件大小

上传时间

block列表:blockId

block以及副本的位置（由DataNode汇报）

接受客户端的读写服务

接受客户端的读请求，返回地址

3.4DataNode的作用：存储block块，向namenode汇报并发送心跳

接受客户端的读请求

3.5备份机制 （默认有两个备份）

机架：用来放值服务器的，一般一个机架有10台服务器

①第一个block存储在负载不是很高的一台服务器上(集群外提交)

第一个block存储在当前的节点(集群内提交)

②第一个备份的block存储在与第一个block不同的机架的随机一台服务器上

③第二个备份的block存储在与第一个备份相同的机架不同的服务器上

3.6读数据的详细流程

当客户端获得了DataNode的地址时，直接去DataNode读取数据，DataNode之间不会建立管道

3.7持久化的详细流程

因为持久化的过程比较复杂，所以把这个过程交给namenode的代理secondary namenode来执行

角色在集群中都是用进程来表现的

合并触发机制：时间超过3600或者edits文件的大小超过64M

edits文件存放的是：会改变元数据的操作

fsimage文件存放的是：元数据

当集群启动时，namenode会创建两个文件edits和fsimage，当满足合并触发机制时，secondary namenode 会将这两个文件

拉过来，然后对edits文件中的操作进行重演，将生成的元数据与fsimage文件中的合并，生成一个新的文件fsimage.ckpt

返回给namenode。在secondary namenode将两个文件拉过去时，为了防止在合并的过程中大数据存储技术，由于又有新的操作改变元数据，

导致元数据丢失，会创建一个新的文件edits.new来存放新的操作

并不是所有的元数据都会持久化。除了block的位置信息，其他的元数据都会持久化。原因：block位置信息经常改变

但这样的话，当HDFS集群重启时，namenode中的元数据就会有所丢失，导致集群无法对外提供服务。解决办法：HDFS集群

启动之时，所有的DataNode都会向namenode汇报当前节点的block信息

4.权限：依据Linux系统的用户系统 是用来防止好人做坏事(防君子，不防小人)，你告诉他你是谁，他就会认为你是谁

5.安全模式：①加载fsimage，加载到内存中

②如果edits文件不为空，那么namenode自己来合并

③检查DataNode的健康情况

④如果有DataNode挂掉了。指挥做备份

处于安全模式的过程中，能不能读文件内容？

如果fsimage已经加载到内存中，可以查看到文件目录，但是无法读取

6.HDFS集群不允许修改、文件一旦上传成功不能修改block块的大小。因为一旦修改，那么这个block块以后的block都会修改，这样

就造成了集群泛洪。

（编辑：武汉站长网）

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