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HDFS的體系結(jié)構(gòu)有哪些-創(chuàng)新互聯(lián)

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分布式文件系統(tǒng)HDFS是一種分布式文件系統(tǒng),設(shè)計(jì)用于在商用硬件上運(yùn)行,它與現(xiàn)有的分布式文件系統(tǒng)有許多相似之處。但是,與其他的分布式文件系統(tǒng)也有著很大的差異,HDFS旨在具有高容錯(cuò)、部署在低成本應(yīng)將、提供對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)的高吞吐量訪問(wèn)。適用于具有大型數(shù)據(jù)集的應(yīng)用程序。

HDFS采用了典型的Master/Slave系統(tǒng)架構(gòu),一個(gè)HDFS集群通常包含一個(gè)NameNode節(jié)點(diǎn)和若干的DataNode節(jié)點(diǎn),一個(gè)文件被分成了一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)塊,并且存儲(chǔ)在一組DataNode上,DataNode節(jié)點(diǎn)可以分布在不同的機(jī)架。NameNode執(zhí)行文件系統(tǒng)的名字空間打開(kāi)、關(guān)閉、重命名文件或者目錄等操作,同時(shí)負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)塊到具體的DataNode節(jié)點(diǎn)的映射。在NameNode的統(tǒng)一調(diào)度下,DataNode負(fù)責(zé)處理文件系統(tǒng)客戶端的讀/寫(xiě)請(qǐng)求,完成數(shù)據(jù)塊的創(chuàng)建、刪除和復(fù)制。

  • NameNode和DataNode

HDFS具有主從架構(gòu),NameNode節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)集群的任務(wù)調(diào)度,DataNode節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)執(zhí)行任務(wù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊,NameNode管理文件系統(tǒng)的命名空間,維護(hù)者整個(gè)文件系統(tǒng)的文件目錄樹(shù)以及這些文件的索引目錄。這些信息以命名空間鏡像和編輯日志靚仔形式存儲(chǔ)在本地文件系統(tǒng)中。從NameNode中可以獲取每個(gè)文件的每個(gè)塊存儲(chǔ)在DataNode節(jié)點(diǎn)的位置,NameNode會(huì)在每次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)動(dòng)態(tài)的重建這些信息??蛻舳送ㄟ^(guò)NameNode獲取元數(shù)據(jù)信息,與DataNode會(huì)進(jìn)行交互以訪問(wèn)整個(gè)文件系統(tǒng)。

單個(gè)NameNode:一個(gè)管理文件系統(tǒng)命名空間的主服務(wù)器和管理客戶端對(duì)文件的訪問(wèn)組成。此外,還有許多DataNode:通常是群集中每個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè),用于管理連接到它們運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)。

DataNode是文件系統(tǒng)的工作節(jié)點(diǎn),供客戶端和NameNode調(diào)用并且執(zhí)行具體任務(wù),存儲(chǔ)文件塊。DataNode通過(guò)心跳機(jī)制制定時(shí)向NameNode發(fā)送所儲(chǔ)存的文件塊信息,報(bào)告其工作狀態(tài)

  • 數(shù)據(jù)塊

數(shù)據(jù)塊是磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)操作的最小單元。文件以塊的形式存儲(chǔ)在磁盤中,文件系統(tǒng)每次都能操作磁盤塊大小整數(shù)倍的數(shù)據(jù)。HDFS中的文件也被劃分為多個(gè)邏輯塊進(jìn)行存儲(chǔ)。HDFS中的數(shù)據(jù)庫(kù)的大小,影響到尋址開(kāi)銷,數(shù)據(jù)塊越小,尋址開(kāi)銷越大,如果數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置的足夠大,從磁盤傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間會(huì)明顯大于定位這個(gè)數(shù)據(jù)塊開(kāi)始位置所需要的時(shí)間。因而,傳輸一個(gè)由多個(gè)數(shù)據(jù)塊組成的文件的時(shí)間取決于磁盤傳輸效率,用戶必須在數(shù)據(jù)塊大小設(shè)置上做出優(yōu)化選擇。

HDFS作為分布式系統(tǒng),使用抽象的數(shù)據(jù)塊的優(yōu)勢(shì):

  1. 通過(guò)集群擴(kuò)展能力可以存儲(chǔ)大于網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)磁盤容量的任意大小文件

  2. 使用抽象塊而不是整個(gè)文件作為存儲(chǔ)單元,可簡(jiǎn)化存儲(chǔ)子系統(tǒng),固定塊大小可方便元數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容分開(kāi)存儲(chǔ)

  3. 便于備份和數(shù)據(jù)容錯(cuò),提供系統(tǒng)可用性。

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