0000 0001 、HDFS 和 MapReduce

本文详细介绍了HDFS(Hadoop分布式文件系统)的工作原理及其读写流程,并深入解析了MapReduce模型,包括如何通过自动分割问题来实现并行处理,最后汇总输出结果。

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HDFS 和 MapReduce

HDFS 负责存储
MapReduce 负责任务的分解与结果的汇总

HDFS 部分

  • HDFS 中的角色:
    名称结点:【NameNode】HDFS 中的管理者,负责文件系统的命名空间,集群配置信息,存储块信息的复制,保存每个块文件的 Metadata(文件信息保存在内存中)
    数据结点:【DataNode】HDFS 中的文件存储基本单元,存储每个块的metadata ,周期性的报告所存块的信息给 NameNode(心跳包)
    客户端:【】需要获取分布式文件系统的应用程序

HDFS 数据存储【 数据的读取 / 数据的写入 】

  • HDFS 文件读取过程:
    这里写图片描述
Client 向NameNode 发起文件读取的请求。
NameNode 返回文件存储的 DataNode 的信息【元数据 Metadata 】。
Client 读取文件信息

HDFS 写入文件过程
这里写图片描述

client 向 NameNode 发起文件写入请求。
NameNode 根据文件大小和文件块配置情况,向client返回它所管理的 DataNamed 的信息【元数据 Metadata 】
Client 将文件划分为多个Block ,根据DataName 的地址信息,按顺序写入DataNode中
DataNode直接进行流水线复制,完成收相NameNode 更新元数据

关于分块的大小,可以通过设置 dfs.block.size的值进行分块,不设置,使用默认大小


MapReduce 模型部分

Hadoop 通过自动分割将要执行的问题(程序)、拆解成Map(映射) 和 Reduce(化简)
在自动分割后通过Map 程序将数据映射成为不相关的区块,分配(调度)给大量的计算机进行处理以达到分散运算的效果,再通过Reduce程序将结果汇合整合,输出开发者需要的结果。

 用户只需编写Map 和 Reduce 函数,这两个函数运行在 键-值对基础上的,
 数据切分,节点之间的通信调度都是由Hadoop框架本身负责。

MapReduce 软件实现:
指定一个map函数,把键值对(key/value)映射成新的键值对(key/value ),形成一系列中间结果形式的键值对(key/value),
然后把他们传给Reduce(归约)函数,把具有相同中间形式key的value 合并在一起。
Map 和 Reduce 函数具有一定的关联性,其算法描述为:

Map(k,v) -> list(k1,v1)
Reduce(k1,list(v1)) ->list(v1)

在Map过程中将数据并行【把数据用映射函数规则分开】
在Reduce 把分开的数据用归约函数规则合在一起。
(Map 是一个分的过程,reduce 是一个合的过程)

转载于:https://my.oschina.net/2devil/blog/1021831

<think>嗯,用户问的是HDFSMapReduce的关系。首先,我得确认这两个概念都属于Hadoop生态系统,对吧?Hadoop的核心组件通常包括HDFSMapReduce,可能还有YARN之类的。不过用户的问题集中在HDFSMapReduce上,所以需要详细解释这两者的关系。 首先,HDFS是分布式文件系统,用来存储大量数据,对吧?它的设计是为了处理超大文件,跨多台机器存储,提供高容错性。而MapReduce是处理这些数据的计算框架,它把任务分成多个小任务在集群上并行处理。那它们之间的关系应该是互补的,HDFS负责存,MapReduce负责算,对吧? 可能需要进一步细化,比如HDFS如何为MapReduce提供数据存储的基础,而MapReduce在计算时直接从HDFS读取数据,处理完再写回HDFS。这样数据本地化(data locality)的优势可以减少网络传输,提高效率。是不是这样? 另外,用户可能对Hadoop的整体架构不太了解,所以需要解释这两个组件是如何协同工作的。比如,当运行一个MapReduce作业时,输入数据通常存储在HDFS上,Map任务会在存储有数据块的节点上执行,避免数据传输开销。然后中间结果可能存储在本地文件系统,最终结果再写回HDFS。 但要注意,Hadoop 2.x之后,YARN负责资源管理,MapReduce变成了一种计算模型,运行在YARN上。这时候HDFSMapReduce的关系是否有变化?可能用户的问题还是集中在传统架构上,也就是Hadoop 1.x中的关系,所以可能需要说明虽然架构有更新,但核心协作关系依然存在,HDFS作为存储层,MapReduce作为计算层。 另外,用户可能想知道两者的依赖关系,比如是否必须同时使用。比如,MapReduce是否只能处理HDFS上的数据?理论上,MapReduce可以从其他文件系统读取数据,但HDFS是最常用的,因为它们都是Hadoop生态的一部分,设计时考虑了协同工作。 可能还需要举例子,比如处理日志文件,存储在HDFS上,然后通过MapReduce进行分析,生成统计结果,再存回HDFS。这样的例子能帮助用户理解两者的分工合作。 总结的话,应该分点说明各自的职责,然后解释它们如何配合,最后可能提到在现代Hadoop中YARN的作用,但核心关系不变。确保用中文,结构清晰,避免技术术语过于复杂,让用户容易理解。</think>HDFS(Hadoop Distributed File System)MapReduce是Hadoop生态系统的两大核心组件,**两者是互补关系**:**HDFS负责存储海量数据,MapReduce负责分布式计算**。以下是详细解释: --- ### 一、HDFS的核心作用 1. **分布式存储** HDFS将大文件切分成多个数据块(默认128MB),分散存储在多台机器的本地磁盘上,实现海量数据的可靠存储。 2. **数据容错性** 每个数据块默认有3个副本(可配置),即使部分机器故障,数据也不会丢失。 3. **高吞吐量访问** 针对顺序读取大文件优化,适合离线批处理场景。 --- ### 二、MapReduce的核心作用 1. **分布式计算模型** 将计算任务拆分为`Map``Reduce`两个阶段: - **Map阶段**:并行处理输入数据的每个分片,生成中间键值对。 - **Reduce阶段**:汇总中间结果,输出最终结果。 2. **自动并行化与容错** 自动调度任务到集群节点,失败任务自动重试。 --- ### 三、HDFSMapReduce的协作流程 1. **输入数据存储于HDFS** MapReduce的输入文件(如日志、文本)必须预先存储在HDFS上。 2. **计算贴近数据(Data Locality)** - Map任务会优先调度到**存储对应数据块的节点**上执行,减少网络传输。 - 例如:若某台机器存有数据块`blk_1`,则处理`blk_1`的Map任务会直接在该机器运行。 3. **输出写回HDFS** Reduce阶段的最终结果会写入HDFS,供后续分析或展示。 --- ### 四、经典案例:词频统计(WordCount) 1. **输入文件上传到HDFS** ```bash hdfs dfs -put input.txt /user/hadoop/input ``` 2. **Map阶段** 每个Map任务处理一个数据块,输出`<单词, 1>`的键值对。 3. **Reduce阶段** 汇总相同单词的计数,生成`<单词, 总次数>`,结果保存到HDFS。 --- ### 五、现代Hadoop中的演进 - **YARN的引入**:Hadoop 2.x后,资源管理由YARN负责,MapReduce作为计算框架运行在YARN之上,但HDFS仍是默认存储层。 - **替代计算框架**:Spark、Flink等也可基于HDFS存储数据,但MapReduce因其设计简单,仍适用于特定场景(如ETL)。 --- ### 总结 - **HDFS是“硬盘”**:提供分布式、高容错的存储。 - **MapReduce是“计算引擎”**:基于HDFS存储的数据进行分布式处理。 - **协同优势**:数据本地化大幅减少网络开销,适合离线大数据批处理。
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