【大数据基础】HDFS

1. HDFS

1.1 特性

  • 支持超大文件
  • 检测和快速应对硬件故障
  • 流式数据访问
  • 简化的一致性模型
  • 低延迟数据访问
  • 大量潇的文件
  • 多用户写入、修改文件

1.2 体系结构

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  • namenode: 分布式文件系统中的管理者,负责管理文件系统命名空间,集群配置和数据块复制。
  • datanode: 文件存储的基本单元,以数据块的形式保存HDFS中文件的内容和数据块的数据校验信息
  • 客户端和namenode,datanode通信,访问HDFS文件系统。

1.2.1 数据块

数据分块存储,默认大小64MB。

好处:

  • 存比磁盘大的文件
  • 简化了存储子系统
  • 方便容错,有利于数据复制。

1.2.2 namenode 和 secondarynamenode

namenode 维护文件系统的文件目录树,文件/目录的元信息和文件的数据块索引。

secondarynamenode配合namenode,提供了检查点机制。namenode发生故障时,减少停机时间并降低namenode元数据丢失的风险,不支持故障自动恢复。

1.2.3 datanode

  • 向namenode报告
  • 接收namenode的指令

1.3 HDFS主要流程

1.3.1 客户端到nanenode的文件与目录操作

创建子目录

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删除子目录

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  • 客户端发送删除指令给namenode之后,namenode并不会删除而是做标记
  • datanode 发送心跳时,才会把删除指令发送给相应的datanode

1.3.2 客户端读文件

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1.3.3 客户端写文件

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1.3.4 数据节点的启动和心跳

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1.3.5 secondarynamenode 合并元数据

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需求响应动态冰蓄冷系统与需求响应策略的优化研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“需求响应动态冰蓄冷系统与需求响应策略的优化研究”展开,基于Matlab代码实现,重点探讨了冰蓄冷系统在电力需求响应背景下的动态建模与优化调度策略。研究结合实际电力负荷与电价信号,构建系统能耗模型,利用优化算法对冰蓄冷系统的运行策略进行求解,旨在降低用电成本、平衡电网负荷,并提升能源利用效率。文中还提及该研究为博士论文复现,涉及系统建模、优化算法应用与仿真验证等关键技术环节,配套提供了完整的Matlab代码资源。; 适合人群:具备一定电力系统、能源管理或优化算法基础,从事科研或工程应用的研究生、高校教师及企业研发人员,尤其适合开展需求响应、综合能源系统优化等相关课题研究的人员。; 使用场景及目标:①复现博士论文中的冰蓄冷系统需求响应优化模型;②学习Matlab在能源系统建模与优化中的具体实现方法;③掌握需求响应策略的设计思路与仿真验证流程,服务于科研项目、论文写作或实际工程方案设计。; 阅读建议:建议结合提供的Matlab代码逐模块分析,重点关注系统建模逻辑与优化算法的实现细节,按文档目录顺序系统学习,并尝试调整参数进行仿真对比,以深入理解不同需求响应策略的效果差异。
综合能源系统零碳优化调度研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“综合能源系统零碳优化调度研究”,提供了基于Matlab代码实现的完整解决方案,重点探讨了在高比例可再生能源接入背景下,如何通过优化调度实现零碳排放目标。文中涉及多种先进优化算法(如改进遗传算法、粒子群优化、ADMM等)在综合能源系统中的应用,涵盖风光场景生成、储能配置、需求响应、微电网协同调度等多个关键技术环节,并结合具体案例(如压缩空气储能、光热电站、P2G技术等)进行建模与仿真分析,展示了从问题建模、算法设计到结果验证的全流程实现过程。; 适合人群:具备一定电力系统、能源系统或优化理论基础,熟悉Matlab/Simulink编程,从事新能源、智能电网、综合能源系统等相关领域研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①开展综合能源系统低碳/零碳调度的科研建模与算法开发;②复现高水平期刊(如SCI/EI)论文中的优化模型与仿真结果;③学习如何将智能优化算法(如遗传算法、灰狼优化、ADMM等)应用于实际能源系统调度问题;④掌握Matlab在能源系统仿真与优化中的典型应用方法。; 阅读建议:建议结合文中提供的Matlab代码与网盘资源,边学习理论模型边动手调试程序,重点关注不同优化算法在调度模型中的实现细节与参数设置,同时可扩展应用于自身研究课题中,提升科研效率与模型精度。
### 如何使用 HDFS 进行大数据实验 HDFS 是一种分布式文件系统,广泛应用于大数据存储和管理场景。以下是关于如何利用 HDFS 开展大数据实验的具体方法。 #### 配置 SSH 免密登录 为了实现节点间的高效通信,在集群中的每台服务器之间都需要配置 SSH 免密登录[^1]。此过程可以通过生成公钥并将其分发到其他节点来完成。 #### 安装与初始化 Hadoop 确认 master 节点上已正确安装 Hadoop 并设置好环境变量路径。通常情况下,解压后的 Hadoop 文件夹应位于 `/usr/local/` 或类似的目录下。接着需要编辑 `core-site.xml`, `hdfs-site.xml` 和其他必要的配置文件以适配当前网络环境。 #### 启动 HDFS 服务 执行如下命令可以启动 NameNode 和 DataNode 的守护进程: ```bash start-dfs.sh ``` 随后可通过检查是否有对应的 Java 进程运行来验证 HDFS 是否成功启动: ```bash jps ``` #### 基本操作练习 熟悉常见的 HDFS Shell 命令对于日常维护至关重要。例如,创建目录、上传下载文件以及删除文件等基本功能都可以通过简单的 CLI 指令完成[^3][^4]。下面是一些常用例子: - 创建远程目录: ```bash hdfs dfs -mkdir /user/testdir ``` - 将本地文件复制至 HDFS 上: ```bash hdfs dfs -put localfile.txt /user/testdir/ ``` - 把 HDFS 中的数据取回本地磁盘: ```bash hdfs dfs -get /user/testdir/remotefile.txt . ``` - 移动 HDFS 内部的一个文件位置: ```bash hdfs dfs -mv /source/path/file.txt /destination/path/ ``` 以上这些技能构成了理解更复杂任务的基础[^2]。 #### 数据处理模拟 一旦掌握了上述基础知识之后,就可以尝试加载实际业务产生的海量日志或者交易记录进入 HDFS 存储层面上面做进一步分析工作了。比如构建 ETL 流水线读写框架等等高级话题领域探索学习之旅就此开启! ---
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