Hadoop分布式存储原理是什么

hadoop分布式存储原理是什么

Hadoop的分布式存储原理主要依托于以下核心组件与概念:

1. HDFS(Hadoop Distributed File System)

结构设计:HDFS是一种具有高容错性的体系,旨在低配置硬件上高效运行。数据切分:文件被划分成固定尺寸的块(默认为128MB或256MB),然后分散存储于集群的不同节点中以确保冗余。NameNode:负责管理文件系统的元数据,例如文件名、访问权限、块列表及其所在位置等。同时,它还协调客户端的读写操作。DataNode:具体存放数据块的节点,它们会定时向NameNode汇报自身存储的数据块详情。

2. 数据副本策略

副本数量:默认情况下,每个数据块会有三个副本,且分布于不同的DataNode之上。机架感知功能:HDFS可辨识集群内的机架布局,并倾向于将副本放置于不同机架间,从而增强容错能力和读取效率。

3. 数据一致性模型

强一致性:在完成写入前,客户端无法查看到任何改动。最终一致性:一旦写入完毕,所有的后续读取操作都将获取最新版本的数据。

4. 容错机制

心跳检测:DataNode周期性地向NameNode发送心跳信号,表明其运行状态。故障修复:若某DataNode发生异常,NameNode会将其上的数据块重新分配至其他健康节点。

5. 数据本地化读取

力求使计算任务在数据所在节点执行,降低网络传输成本。

6. 扩展性

HDFS自设计起便具备横向扩展的能力,可通过添加更多DataNode实现存储容量和处理能力的线性增长。

7. API接口

提供多样化的API供开发者进行文件系统的读写操作,兼容多种编程语言。

典型工作流程

数据写入

客户端借助HDFS API发起写入请求。NameNode提供可用DataNode的清单。客户端以流方式将数据传送给这些DataNode,并确认所有副本均已保存完毕。

数据读取

存了个图 存了个图

视频图片解析/字幕/剪辑,视频高清保存/图片源图提取

存了个图 17 查看详情 存了个图 客户端提出读取特定文件的需求。NameNode检索文件的块位置信息并反馈给客户端。客户端直接从邻近的DataNode获取数据块。

需要注意的事项

HDFS并不适合存储大量小型文件,因为每份文件都需要独立的元数据条目。对于对实时性有极高要求的应用场景,或许应选择更适合的系统,比如Apache Kafka或Redis。

总体而言,Hadoop的分布式存储原理凭借巧妙整合硬件资源、软件架构以及算法优化,达成了大规模数据的稳定存储与处理。

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