Hadoop如何进行分布式存储和处理大数据?
Hadoop是一个开源的分布式系统基础架构,它由多个组件组成,这些组件协同工作,以支持大规模数据集的存储和处理。本文是Hadoop如何进行分布式存储和处理大数据的详细说明:
一·Hadoop的核心组件:
1. Hadoop分布式文件系统(HDFS)Hadoop Distributed File System
HDFS是Hadoop的核心组件之一,它是一个高度可靠的分布式文件系统,设计用于跨成百上千台机器存储和处理PB级数据。
·NameNode:管理文件系统的元数据,如文件的名称、文件系统中的目录结构、文件到块的映射等。NameNode 以内存中的数据结构和磁盘上的文件(称为FSImage)来存储这些信息。
·DataNode:实际存储文件数据的节点。文件被分成一系列的数据块,并且这些数据块分散存储在集群中的多个DataNode上。
HDFS的特点包括:
是一个能够对大量数据进行分布式处理的软件框架。可靠,高效,可伸缩
- 高容错性:通过数据块的多副本存储来实现,通常每个数据块有三个副本,存储在不同的节点上。
- 高吞吐量:适合于批量数据访问,而不是低延迟的随机访问。
- 适合大文件:HDFS优化了大文件的存储,因为它减少了元数据的存储需求。
2. MapReduce编程模型
MapReduce是一种编程模型,用于大规模数据集(大于1TB)的并行处理。它将大任务分解成小任务,这些小任务可以在多个节点上并行执行。MapReduce的工作流程通常包括两个阶段:
- Map阶段:处理输入数据,生成中间键值对(key-value pairs)。
- Reduce阶段:对Map阶段生成的中间键值对进行合并处理,生成最终结果。
3. YARN(Yet Another Resource Negotiator)
YARN是Hadoop的资源管理器,它负责管理和调度集群中的计算资源。YARN的主要组件包括:
- ResourceManager:负责整个集群的资源管理和作业调度。
- NodeManager:在每个节点上运行,负责管理单个节点的资源和任务执行。
- ApplicationMaster:负责单个作业的生命周期管理,包括任务调度和监控。
其他组件:
非实时离线(批量)计算:
- Hive:提供SQL风格的接口来执行MapReduce作业。
- Pig:提供高级编程语言来编写MapReduce作业。
- HBase:是一个分布式、可扩展的大数据存储,提供对大规模稀疏数据集的随机读/写访问
实时流式计算:
- Spark:是一个快速、通用的分布式数据处理平台,支持多种数据处理任务,包括批处理、流处理、机器学习和图形处理。
-Storm:是一个开源的分布式实时计算系统,擅长处理海量数据流。Storm提供了低延迟的数据处理能力,适合于需要实时分析的场景。
二·Hadoop工作流程
1.客户端将文件上传到HDFS,文件被分割成多个块并储存在不同的Datanode上
2.用户编写Mapreduce作业来处理数据,作业被提交给ResourceManager
3.ResourceManager将作业分配给nodemanager执行,nodemanager在datanode上或者靠近数据的节点上启动容器来执行map和reduce任务
4.Map任务处理输入数据块,生成中间键值对,然后由Reduce任务进一步处理,最终输出结果。处理的结果可以写回HDFS,或者写入其他储存系统
随着时间的推移,Hadoop已经成为大数据技术栈的核心部分,并且与其他技术和工具(如Spark、Flink等)一起,形成了一个庞大的生态系统,用于处理和分析大规模数据集。
三·Hadoop存在较为明显的缺点:
·生态系统复杂性:Hadoop有大量的组件和工具,这些组件的集成和管理可能相当复杂,需要专业知识和经验。
·不适合低延迟数据访问:Hadoop的设计主要是为了处理大规模数据集的批处理,而不是为了支持需要快速响应的实时查询或交互式应用。
·存储大量小文件效率低:Hadoop的文件系统(HDFS)在存储大量小文件时效率不高,因为每个文件和目录的信息都需要存储在NameNode的内存中,这会导致内存消耗过大,并可能影响性能。
·不支持文件随机修改:HDFS设计为只支持数据的追加,不支持文件的随机写入或修改,这限制了它的使用场景。
·学习和维护成本高:由于Hadoop的复杂性,学习和维护成本相对较高。对于没有足够资源或专业知识的组织来说,这可能是一个挑战。
推荐:
FineDataLink——中国领先的低代码/高时效数据治理工具,能过为企业提供一站式的数据服务,能够快速连接、高时效融合多种数据.
FineDataLink相较于Hadoop的优点:
实时数据处理:FineDataLink支持实时数据同步,能够基于CDC、logminer、binlog等技术进行数据的实时同步,而Hadoop主要擅长批量数据处理。
用户界面:FineDataLink提供友好的用户界面,使得数据处理任务的创建、管理和监控更加直观方便。
简化的ETL过程:FineDataLink简化了数据抽取、转换和加载(ETL)的过程,使得用户即使不具备深厚的技术背景也能快速上手。
高时效融合:FineDataLink能够快速连接和融合多种数据源,提供灵活的ETL数据开发能力。
统一的运维平台:FineDataLink提供了统一的运维平台,可以方便地监控任务运行状态,并在任务出现问题时进行统一的消息通知,如邮件、企业微信等。
数据集成:FineDataLink不仅支持数据的实时同步和离线处理,还能够将处理后的数据通过API接口发布,便于与其他应用集成。
总的来说,FineDataLink在用户界面、实时数据处理、ETL过程简化、运维管理等方面相较于Hadoop具有一定的优势,尤其适合需要实时数据处理和数据集成的场景。
免费试用、获取更多信息,点击了解更多>>>体验FDL功能
了解更多数据集成和处理相关干货内容请关注>>>FineDataLink官网