一、HDFS初识
hdfs的概念：
HDFS,它是一个文件系统,用于存储文件,通过目录树定位文件,其次,他是分布式的,由很多服务器联合起来 实现功能,集群中的服务器各有各自的角色
HDFS设计适合一次写入,多次读出的场景,且不支持文件的修改,适合用来做数据分析,并不适合做网盘等应用
HDFS的组成：
HDFS集群包括,NameNode和DataNode以及Secondary NameNode
NameNode负责管理整个文件系统的元数据,以及每一个路径(文件) 所对应的数据块信息
DataNode负责管理用户的文件数据块,每一个数据块可以在多个NameNode上存储多副本
SecondNameNode 用来监控HDFS状态的辅助后台程序,每隔一段时间获取HDFS元数据的快照
HDFS的快比磁盘块大的原因：
目的是为了最小寻址开销 寻址时间为传输时间的1%时,则为最佳状态。
hdfs-默认Block块大小是128M hadoop2.0以下默认块是64M,通过hdfs的web端 可以看到数据块的BlockId 和 当前数据分为多少个Block 例如2G的数据, 会分成16个Block块. 而且如果最后一个块分配不满的话,会动态伸缩 不会固定占用128M
二、当一个DataNode进程挂掉,数据还会继续同步吗？
会的hdfs-client会报错,但是数据会继续上传, 通过web端查看 还会显示3副本,可用副本为2,当DataNode启动后,副本会进行重建, 如果datanode出现问题 client会重新获取datanode节点 进行同步
查看DataNode的日志
三、HDFS启动和停止说明
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode 单独启动NameNode守护进程 sbin/hadoop-daemon.sh stop namenode 单独停止NameNode守护进程 sbin/hadoop-daemon.sh start datanode 单独启动DataNode守护进程 sbin/hadoop-daemon.sh stop datanode 单独停止DataNode守护进程
四、HDFS操作命令大全
- -help 输出这个命令的参数
五、HDFS的数据流之文件写入
- 客户端向namenode请求上传文件,namenode检查目标文件是否已存在,父目录是否存在
- namenode 返回是否可以上传
- 客户端请求第一个block上传到哪个datanode服务器上
- namenode返回三个datanode节点,分别为dn1,dn2,dn3
- 客户端请求dn1上传数据,dn1收到请求会继续调用dn2,然后dn2调用dn3将这个通信管道建立完成
- dn1、dn2、dn3逐级应答客户端
- 客户端开始往dn1上传第一个block(先从磁盘读取数据放到本地缓存),以packet为单位dn1收到一个packet就会传给dn2，dn2传给dn3，dn1每传一个packet会放入一个应答队列等待应答
- 当一个block传输完成之后,客户端会再次请求namenode上传第二个block
六、HDFS的数据流之文件读取
- 客户端向namenode请求下载文件,namenode通过查询元数据,找到文件所在的datanode 地址(多个)
- 通过就近原则 然后随机挑选一台datanode 请求读取数据
- datanode 开始传输数据给客户端(从磁盘里读取数据放入流,以packet为单位校验)
- 客户端以packet为单位接收,现在本地缓存,在写入目标文件
7、HDFS的机架感知
1、查看是否开启机架感知
hdfs dfsadmin -printTopology
hadoop2.7.2副本节点选择
第一个副本在client所处的节点上,如果客户端在集群外,随机选择一个
第二个副本和第一个副本在相同机架,随机节点
第三个副本位于不同机架,随机节点
通过web配置 或者 生成规定格式的Topology文件 在启动hdfs
8、HDFS查看Block详细信息
hdfs fsck /data -files -blocks
9、HDFS让编辑日志 进行滚动
hdfs dfsadmin -rollEdits
10、HDFS之NameNode和SecondNameNode工作机制
- 第一阶段:nameNode启动
1.第一次启动namenode格式化后,创建fsimage和edits文件,如果不是第一次启动,直接加载编辑日志和镜像文件到内存中
2.客户端对元数据进行增删改的请求
3.NameNode记录操作日志,更新滚动日志 --编辑日志,fsimage只在启动读取(索引)
4.nameNode在内存对数据进行增删改查
2.第二阶段 SecondNameNode工作
1.SecondNameNode询问namenode是否需要checkpoint。直接返回namenode是否检查结果
2.Second NameNode请求执行checkpoint
3.nameNode滚动正在写的edits日志
4.将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Second NameNode
5.SecondNameNode加载编辑日志和镜像文件 进行合并
6.生成新的镜像文件fsimage.chkpoint
7.拷贝fsimage.chkpoint到namenode
8.namenode将新的fsimage.chkpoint重命名为fsimage
3.web查看Second NameNode http://xxxxx:50090
4.chkpoint检查时间参数设置
通常情况下每隔一个小时执行一次，或者一分钟检查一次操作次数,当操作次数达到1百万时候 执行一次
11、当datanode挂了,通过web端查看 LastContact会一直增加
12、查看namenode版本号
/tmp/dfs/name/current这目录下有个VERSION
ClusterID 集群的唯一ID 全局唯一
PS：
我今天不小心格式化了两次hdfs 为啥出现datanode就起不来?
解决方案1：
将所有节点的VERSION文件的clusterID改为一致
解决方案2：
将所有节点的临时目录全部删除(data/tmp)，重新格式化namenode即可
单独启动所有节点的datanode
hadoop-daemons.sh start datanode
注意：
在格式化hdfs的时候务必要关闭hdfs进程
13、集群安全模式
1.NameNode启动时,首先将镜像文件(fsimage)载入内存,并执行编辑日志(edits)中的各项操作,一旦在内存成功建立文件系统元数据镜像,则创建一个新的fsimage文件和一个空的编辑日志,此时,nameNode开始监听datanode请求,但是此刻,namenode运行的安全模式,即namenode的文件系统对于客户端是只读的.
系统中的数据块的位置并不是由namenode维护的,而是以块列表的形式存储在datanode中,在系统正常操作期间,namenode会在内存中保留所有的块的映射信息,在安全模式下,各个datanode会向namenode发送最新块列表信息,namenode了解到足够多的块位置之后,既可高效运行文件系统
如果满足"最小副本条件",namenode会在30秒之后退出安全模式,最小条件:整个文件系统99.9%的块满足最小副本级别(默认值:dfs.replication.min=1)，在启动一个刚格式化 没有任何块的集群,不会进入安全模式
[search@bsq10 current]$ hdfs dfsadmin -safemode get 查看安全模式
Safe mode is OFF
hdfs dfsadmin -safemode enter 进入安全模式
hdfs dfsadmin -safemode leave 退出安全模式
hdfs dfsadmin -safemode wait 等待安全模式
14、HDFS之DataNode工作机制
- 一个数据块在datanode上以文件形式存储在磁盘上,包括两个文件 一个是数据本身,一个是元数据包括数据块的长度、块数据的校验和,以及时间戳
- DataNode启动后向namenode注册 通过 周期性(1小时) 向namenode上报所有块的信息
- 心跳是每3秒一次,心跳返回结果带有namenode给该datanode的命令如复制块数据到另外一台机器,或者删除某个数据块,如果超过10分钟没有收到某个datanode的心跳 则确认该节点不可用
- 集群运行中可以安全加入和退出一些机器
15、补充
2nn如何恢复namenode的数据：
1、将2nn的数据放置到namenode的工作目录
2、通过hdfs namenode -recover恢复数据
3、重启hdfs
namenode和Datanode的真实数据(工作目录)
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namenode存储HDFS的fsimage(镜像文件) + edits(编辑日志)
（1） Fsimage 文件：HDFS 文件系统元数据的一个永久性的检查点，其中包含 HDFS文件系统的所有目录和文件 idnode 的序列化信息。 //存放所有文件(夹)的索引
（2） Edits 文件：存放 HDFS 文件系统的所有更新的操作，文件系统客户端执行的所有写操作首先会被记录到 edits 文件中。 //存放操作