Hadoop8-HDFS设计与实现

1. HDFS是为大数据集设计的一种可扩展、高可用、高可靠的分布式文件系统,适合一次写入,多次读的场景。

2. HDFS重要组件

    2.1 NameNode

        2.1.1 元信息

                         逻辑:Namespace的组织,命名空间

                         物理:存储在磁盘上的edit log和fsimage

        2.1.2 响应客户端请求

        2.1.3 心跳,向DN发送一些删除的命令等

    2.2 DataNode

        2.2.1 心跳机制,周期性的向NN汇报本机上的块。

        2.2.2 物理上,数据的存储-file+checksum。

        2.2.3 响应客户端请求

3. 架构

4. 读写过程

5. 容错机制

    5.1 多副本,DN

    5.2 心跳机制,DN

    5.3 数据完整性,file+checksum DN,日志持久化 NN

    5.4 快照

    5.4 三种错误

        Client错误

        NN元数据错误

        DN错误,数据完整性

        网络割裂

6. 访问接口

7. 空间回收

    7.1 文件的删除和恢复

    7.2 减少副本系数

 

重要问题:

1. NN启动时,DN启动时

Namenode启动后会进入一个称为安全模式的特殊状态。处于安全模式的Namenode是不会进行数据块的复制的。Namenode从所有的 Datanode接收心跳信号和块状态报告。块状态报告包括了某个Datanode所有的数据块列表。每个数据块都有一个指定的最小副本数。当Namenode检测确认某个数据块的副本数目达到这个最小值,那么该数据块就会被认为是副本安全(safely replicated)的;在一定百分比(这个参数可配置)的数据块被Namenode检测确认是安全之后(加上一个额外的30秒等待时间),Namenode将退出安全模式状态。接下来它会确定还有哪些数据块的副本没有达到指定数目,并将这些数据块复制到其他Datanode上。

当一个Datanode启动时,它会扫描本地文件系统,产生一个这些本地文件对应的所有HDFS数据块的列表,然后作为报告发送到Namenode,这个报告就是块状态报告。DN在启动后会周期性的向NN汇报块状态。

2. HA的实现机制

3. 读写过程

写:应用程序的写操作被透明地重定向到这个临时文件。当这个临时文件累积的数据量超过一个数据块的大小,客户端才会联系Namenode。Namenode将文件名插入文件系统的层次结构中,并且分配一个数据块给它。然后返回Datanode的标识符和目标数据块给客户端。接着客户端将这块数据从本地临时文件上传到指定的Datanode上。当文件关闭时,在临时文件中剩余的没有上传的数据也会传输到指定的Datanode上。然后客户端告诉Namenode文件已经关闭。此时Namenode才将文件创建操作提交到日志里进行存储。如果Namenode在文件关闭前宕机了,则该文件将丢失。

复制,当客户端向HDFS文件写入数据的时候,一开始是写到本地临时文件中。假设该文件的副本系数设置为3,当本地临时文件累积到一个数据块的大小时,客户端会从Namenode获取一个Datanode列表用于存放副本。然后客户端开始向第一个Datanode传输数据,第一个Datanode一小部分一小部分(4 KB)地接收数据,将每一部分写入本地仓库,并同时传输该部分到列表中第二个Datanode节点。第二个Datanode也是这样,一小部分一小部分地接收数据,写入本地仓库,并同时传给第三个Datanode。最后,第三个Datanode接收数据并存储在本地。因此,Datanode能流水线式地从前一个节点接收数据,并在同时转发给下一个节点,数据以流水线的方式从前一个Datanode复制到下一个。

4. HDFS联邦机制

  • 为了水平扩展Namenode,Federation使用了多个独立的Namenode/NameSpace。这些Namenode之间是联合的,也就是说,他们之间相互独立且不需要互相协调,各自分工,管理自己的区域。分布式的datanode被用作通用的数据块存储存储设备。每个DataNode要向集群中所有的namenode注册,且周期性的向所有namenode发送心跳和块报告,并执行来自所有namenode的命令。
  • 所谓Block Pool(块池)就是属于单个命名空间的一组block(块)。

5. 均衡策略

HDFS的架构支持数据均衡策略。如果某个Datanode节点上的空闲空间低于特定的临界点(使用空间达到80%以上?),按照均衡策略系统就会自动地将数据从这个Datanode移动到其他空闲的Datanode。当对某个文件的请求突然增加,那么也可能启动一个计划创建该文件新的副本,并且同时重新平衡集群中的其他数据。这些均衡策略目前还没有实现。

6. HDFS的可靠性?

HDFS的主要目标就是即使在出错的情况下也要保证数据存储的可靠性。常见的三种出错情况是:Namenode出错, Datanode出错和网络割裂(network partitions)。

磁盘数据错误,心跳检测和重新复制-NN+DN

集群均衡-读性能,均衡存储

数据完整性-DN

元数据磁盘错误-NN

快照-备份

 

        

 

 

"C:\Program Files\Java\jdk-17\bin\java.exe" -Didea.launcher.port=54222 "-Didea.launcher.bin.path=D:\hadoop\IntelliJ IDEA Community Edition 2018.3.6\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "D:\hadoop\Hadoop\target\classes;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\client\hadoop-client-api-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\client\hadoop-client-runtime-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\client\hadoop-client-minicluster-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\common\hadoop-kms-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\common\hadoop-nfs-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\common\hadoop-common-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\common\hadoop-common-3.1.4-tests.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-nfs-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-rbf-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-3.1.4-tests.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-client-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-httpfs-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-rbf-3.1.4-tests.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-client-3.1.4-tests.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-native-client-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\hdfs\hadoop-hdfs-native-client-3.1.4-tests.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-examples-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-client-hs-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-client-app-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-client-core-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-client-common-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-client-shuffle-3.1.4.jar;D:\hadoop\hadoop-3.1.4\share\hadoop\mapreduce\hadoop-mapreduce-c
最新发布
05-07
<think>好的,我现在需要帮助用户解决Hadoop 3.1.4的启动命令配置问题,特别是关于JDK 17和IDEA Community Edition 2018.3.6的classpath路径分析。首先,我得回顾一下用户提供的引用内容和之前的问题。 用户提到了几个关键点:Hadoop运行配置问题、启动命令的构成,以及classpath路径分析。引用中提到了ClassNotFoundException,JAVA_HOME未设置的问题,还有修改hadoop-env.sh和yarn.application.classpath的配置。此外,用户还提到了完全分布式环境的搭建步骤,比如移动和解压安装包,配置workers文件和环境变量。 首先,ClassNotFoundException通常和类路径有关,可能是驱动类没找到,或者打包的jar文件没有正确包含所需的类。用户使用JDK 17,需要注意Hadoop版本是否兼容,因为Hadoop 3.1.4可能对JDK 17的支持有限,官方文档可能推荐的是JDK 8或11。这时候可能需要确认兼容性,或者调整JDK版本。 接下来是启动命令的配置。Hadoop启动通常通过start-dfs.sh和start-yarn.sh,这些脚本会读取Hadoop的配置文件,比如hadoop-env.sh,里面需要正确设置JAVA_HOME。用户提到使用JDK 17,所以必须确保hadoop-env.sh中的JAVA_HOME指向正确的JDK路径,例如export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk-17。如果路径错误,会导致JAVA_HOME找到,从而引发各种错误。 关于classpath,用户需要运行hadoop classpath命令获取路径,并将结果添加到yarn.application.classpath的配置中。这确保YARN能够找到所有的依赖库。同时,如果用户使用IDEA进行开发,需要确保项目中的classpath配置正确,包括Hadoop的库和JDK 17的版本。IDEA 2018.3.6可能较旧,可能需要检查是否支持JDK 17,或者是否需要升级插件。 另外,用户的环境变量配置在/etc/profile.d/my_env.sh中,需要确认Hadoop和JDK的路径是否正确设置,并且通过source命令使其生效。同时,workers文件中的节点名称是否正确,比如master、slave1、slave2是否实际的主机名对应,SSH免密登录是否配置,这些都是启动分布式环境的关键步骤。 可能用户遇到的错误包括:ClassNotFoundException(类路径问题)、JAVA_HOME未设置(环境变量或配置文件错误)、或者节点通信问题(workers配置或SSH问题)。需要一步步检查这些方面,确认每个配置项的正确性。 最后,用户可能需要了解如何在IDEA中配置Hadoop项目,添加正确的依赖库,并设置运行参数,确保打包后的jar包含所有需要的类,并且Hadoop的classpath正确指向这些依赖。同时,考虑到JDK 17的新特性,比如模块化系统,可能需要调整Hadoop的启动脚本或依赖项,避免兼容的问题。</think>### Hadoop 3.1.4 启动命令配置详解(JDK-17 + IDEA 2018.3.6) #### 一、核心配置项分析 1. **JAVA_HOME配置** 修改 `$HADOOP_HOME/etc/hadoop/hadoop-env.sh` 文件,明确指定JDK-17路径: ```bash export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk-17 ``` 若未配置,会触发 `Error: JAVA_HOME is not set` 错误[^2]。 2. **Classpath动态获取** 运行 `hadoop classpath` 获取当前Hadoop类路径,输出结果需添加到 `yarn-site.xml` 的 `yarn.application.classpath` 配置项中: ```xml <property> <name>yarn.application.classpath</name> <value>/opt/module/hadoop-3.1.4/etc/hadoop:/opt/module/hadoop-3.1.4/share/hadoop/common/lib/*:...</value> </property> ``` 该路径包含Hadoop核心库和第三方依赖[^3]。 3. **IDEA项目配置要点** - 确保 `pom.xml` 中Hadoop依赖版本集群版本一致(3.1.4) - 设置编译兼容性为JDK-17: ```xml <properties> <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source> <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target> </properties> ``` #### 二、典型启动命令结构 完整作业提交命令示例: ```bash hadoop jar your-job.jar com.example.MainClass \ -D mapreduce.job.queuename=default \ /input/path /output/path ``` - `hadoop jar`:Hadoop执行入口 - `-D` 参数:动态配置MapReduce参数 - 末尾参数:程序自定义输入输出路径 #### 三、JDK-17兼容性问题 需注意: 1. Hadoop 3.1.4 官方支持最高JDK11,使用JDK-17需重新编译Hadoop源码: ```bash mvn clean package -Pdist,native -DskipTests -Dmaven.javadoc.skip=true -Djava.version=17 ``` 2. 若出现 `UnsupportedClassVersionError`,需检查IDEA的编译输出目标版本设置 #### 四、调试技巧 1. **环境验证命令**: ```bash # 检查JAVA_HOME echo $JAVA_HOME # 验证Hadoop类路径 hadoop classpath ``` 2. **日志定位**: - NameNode日志:`$HADOOP_HOME/logs/hadoop-*-namenode-*.log` - YARN日志:通过 `yarn logs -applicationId <app_id>` 获取
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