HDFS分布式系统

1.什么是分布式文件系统？

当数据集的大小超过一台独立物理计算机的存储能力时，就有必要对它进行分区(partition) 井存储到若干台单独的计算机上。管理网络中跨多台计算机存储的文件

系统称为分布式文件系统 (distributed filesystem) 。

常见的分布式文件系统有，GFS、HDFS、Lustre 、Ceph 、GridFS 、mogileFS、TFS、FastDFS等。各自适用于不同的领域。它们都不是系统级的分布式文件系统，而是应用级的分布式文件存储服务。

2.HDFS分布式文件系统介绍

Hadoop 有一个称为 HDFS 的分布式系统，全称为 Hadoop Distributed Filesystem在非正式文档或旧文档以及配置文件中，有时也简称为 DFS ，它们是一回事儿。
HDFS Hadoop 的旗舰级文件系统，同时也是本章的重点，但实际上 Hadoop一个综合性的文件系统抽象，因此下面我们也将看到 Hadoop 集成其他文件系统的方住(如本地文件系统和 Amazon S3 系统)。

3.HDFS dfs 命令

-help [cmd]  //显示命令的帮助信息
-ls(r) <path>  //显示当前目录下所有文件
-du(s) <path>  //显示目录中所有文件大小
-count[-q] <path>  //显示目录中文件数量
-mv <src> <dst>  //移动多个文件到目标目录
-cp <src> <dst>  //复制多个文件到目标目录
-rm(r)  //删除文件(夹)
-put <localsrc> <dst>  //本地文件复制到hdfs
-copyFromLocal  //同put
-moveFromLocal  //从本地文件移动到hdfs
-get [-ignoreCrc] <src> <localdst>  //复制文件到本地，可以忽略crc校验
-getmerge <src> <localdst>  //将源目录中的所有文件排序合并到一个文件中
-cat <src>  //在终端显示文件内容
-text <src>  //在终端显示文件内容
-copyToLocal [-ignoreCrc] <src> <localdst>  //复制到本地
-moveToLocal <src> <localdst>
-mkdir <path>  //创建文件夹
-touchz <path>  //创建一个空文件
4.HDFS的架构

4.1.1NameNode是什么？

NameNode是整个文件系统的管理节点。它维护着整个文件系统的文件目录树，文件/目录的元信息和每个文件对应的数据块列表。接收用户的操作请求。

文件包括：

①fsimage:元数据镜像文件。存储某一时段NameNode内存元数据信息。

②edits:操作日志文件。

③fstime:保存最近一次checkpoint的时间

以上这些文件是保存在linux的文件系统中。

4.1.2NameNode的工作特点

1.Namenode始终在内存中保存metedata，用于处理“读请求”

2.到有“写请求”到来时，namenode会首先写editlog到磁盘，即向edits文件中写日志，成功返回后，才会修改内存，并且向客户返回

3.Hadoop会维护一个fsimage文件，也就是namenode中metedata的镜像，但是fsimage不会随时与namenode内存中的metedata保持一致，而是每隔一段时间通过合并edits文件来更新内容。Secondarynamenode就是用来合并fsimage和edits文件来更新NameNode的metedata的。

4.2DataNode是什么？

提供真实文件数据的存储服务。
文件块（block）：最基本的存储单位。对于文件内容而言，一个文件的长度大小是size，那么从文件的０偏移开始，按照固定的大小，顺序对文件进行划分并编号，划分好的每一个块称一个Block。HDFS默认Block大小是128MB，以一个256MB文件，共有256/128=2个Block.
不同于普通文件系统的是，HDFS中，如果一个文件小于一个数据块的大小，并不占用整个数据块存储空间
Replication。多复本。默认是三个。

4.3.1Secondary NameNode是什么？

HA的一个解决方案。但不支持热备。配置即可。
执行过程：从NameNode上下载元数据信息（fsimage,edits），然后把二者合并，生成新的fsimage，在本地保存，并将其推送到NameNode，替换旧的fsimage.
默认在安装在NameNode节点上，但这样...不安全！

4.3.2secondary namenode的工作流程
1.secondary通知namenode切换edits文件
2.secondary从namenode获得fsimage和edits(通过http)
3.secondary将fsimage载入内存，然后开始合并edits
4.secondary将新的fsimage发回给namenode
5.namenode用新的fsimage替换旧的fsimage