HDFS
概述:向磁盘中写入数据的时间一般是读取时间的3倍。HDFS以流处理访问模式来存储文件的,一次写入,多次读取。磁盘存储文件时,是按照数据块来进行存储的,数据块是磁盘读写的最小单位。构建与的那个磁盘上的文件系统是通过磁盘块来管理文件系统,文件系统块的大小一般是磁盘块的整数倍。磁盘块的大小一般是512字节。
对于用户来说,HDFS可以被看为一个巨大的硬盘。
体系结构及原理
HDFS采用了主从(Master/Slave)结构模型;
一个HDFS集群包含了一个名称节点(NameNode)和若干个数据节点(DataNode);
名称节点作为中心服务器,负责管理文件系统的命名空间及客户端对文件的访问。
集群中的数据节点一般是一个节点运行一个数据节点进程,负责处理文件系统客户端的读/写请求,在名称节点的统一调度下进行数据块的创建、删除和复制等操作。每个数据节点的数据实际是保存在Linux文件系统中的。
HDFS命名空间管理
HDFS的命名空间包含目录、文件和块
HDFS使用的是传统的分级文件体系,因此用户可以象是用普通文件系统那样创建、删除目录和文件,在目录中转移文件,重命名文件等。
通信协议
HDFS是一个部署在集群上的分布式文件系统,因此,很多数据需要通过网络进行传输。
所有的HDFS通信协议都是建立在TCP/IP协议基础上的
客户端通过一个可配置的端口向名称节点主动发起TCP连接,并使用客户端协议与名称节点进行交互。
客户端与数据节点的交互式通过RPC(Remote Procedure Call)来实现的。在设计上,名称节点不会主动发起RPC,而是响应来自客户端和数据节点的RPC请求。
客户端
客户端是用户操作HDFS最常用的方式,HDFS在部署是提供了客户端
HDFS客户端是一个库,暴露了HDFS文件系统接口,这些接口隐藏了HDFS实现中的大部分复杂性。
严格来说,客户端并不算是HDFS的一部分
客户端可以支持打开、读取、写入等常见操作,并且提供了类似Shell的命令行方式来访问HDFS中的数据
此外,HDFS也提供了Java API,作为应用程序访问文件系统的客户端编程接口。
HDFS体系结构的局限性
HDFS只设置了唯一一个名称节点,这样做虽然大大简化了系统设计,但是也带来了一些明显的局限性,具体如下:
(1)命名空间的限制:名称节点是保存在内存中的,因此,名称节点能够容纳的对象(文件、块)的个数会受到内存空间大小的限制。
(2)性能的瓶颈:整个分布式文件系统的吞吐量,受限于的单个名称节点的吞吐量。
(3)隔离现象:由于集群中只有一个名称节点,只有一个命名空间,因此,无法对不同应用程序进行隔离。
(4)集群的可用性:一旦这个唯一的名称节点发生故障,会导致整个集群变得不可用。
数据读写过程
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