Hadoop:构建高可用云计算平台的基石

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在当今的信息时代,云计算平台的发展对于大数据处理和分析至关重要。本资源“使用Hadoop构建云计算平台”深入探讨了Apache Hadoop这一强大的开源框架,它如何在分布式计算领域发挥核心作用。Hadoop的核心组件主要包括Hadoop Distributed File System (HDFS) 和 MapReduce。 首先,让我们聚焦于MapReduce。它是Hadoop生态系统中的关键模块,其主要职责是将复杂的计算任务分解成一系列小的子任务,并在多台机器上并行执行。MapReduce模型通过两个主要阶段——映射(Map)和规约(Reduce)来简化大规模数据处理。在映射阶段,数据被分割并转换成键值对,然后在不同的节点上独立处理;在规约阶段,各个节点的处理结果进行汇总,得出最终的计算结果。这种模式极大地提高了处理大规模数据的效率,同时能够处理可能存在的硬件故障,通过数据副本机制保证了系统的容错性。 HDFS则是Hadoop的基础,作为分布式文件系统,它负责存储和管理海量数据。HDFS的设计理念是将单个文件拆分成多个较小的块,并在多台机器上复制这些块,从而实现数据的高可用性和容错性。它采用了主从架构,由NameNode负责全局命名空间的管理和元数据存储,DataNodes则负责实际的数据存储。HDFS特别适合于一次写入、多次读取(Write Once, Read Many, WORM)的工作负载,非常适合云计算环境中的数据密集型应用。 构建云计算平台时,使用Hadoop的优势在于其可扩展性、高效性和容错性。它使得企业可以利用集群资源处理超出单机能力的任务,降低了硬件成本,提升了整体系统的性能。此外,Hadoop还支持多种编程语言接口,如Java API和Pig Latin,使得开发者可以方便地编写和运行复杂的分布式应用程序。 然而,值得注意的是,尽管Hadoop在云计算平台上扮演了重要角色,但随着技术的不断发展,如Spark、Flink等新兴的大数据处理框架也在挑战Hadoop的地位,它们在实时处理、交互式查询等方面提供了更快的响应速度。因此,了解Hadoop的同时,也需要关注这些新兴技术的融合和优化。 总结来说,“使用Hadoop构建云计算平台”是一份实用指南,它详细介绍了如何利用Hadoop的MapReduce和HDFS技术构建一个健壮且高效的分布式计算基础设施。通过学习和实践,读者将掌握在云计算环境中管理和处理大规模数据的核心技能,这对于任何寻求在大数据时代保持竞争力的组织或个人都具有很高的价值。
2010-01-06 上传
Hadoop 项目主页:http://hadoop.apache.org   一个分布式系统基础架构,由Apache基金会开发。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下,开发分布式程序。充分利用集群的威力高速运算和存储。 起源:Google的集群系统   Google的数据中心使用廉价的Linux PC机组成集群,在上面运行各种应用。即使是分布式开发的新手也可以迅速使用Google的基础设施。核心组件是3个:   1、GFS(Google File System)。一个分布式文件系统,隐藏下层负载均衡,冗余复制等细节,对上层程序提供一个统一的文件系统API接口。Google根据自己的需求对它进行了特别优化,包括:超大文件的访问,读操作比例远超过写操作,PC机极易发生故障造成节点失效等。GFS把文件分成64MB的块,分布在集群的机器上,使用Linux的文件系统存放。同时每块文件至少有3份以上的冗余。中心是一个Master节点,根据文件索引,找寻文件块。详见Google的工程师发布的GFS论文。   2、MapReduce。Google发现大多数分布式运算可以抽象为MapReduce操作。Map是把输入Input分解成中间的Key/Value对,Reduce把Key/Value合成最终输出Output。这两个函数由程序员提供给系统,下层设施把Map和Reduce操作分布在集群上运行,并把结果存储在GFS上。   3、BigTable。一个大型的分布式数据库,这个数据库不是关系式的数据库。像它的名字一样,就是一个巨大的表格,用来存储结构化的数据。   以上三个设施Google均有论文发表。 开源实现   Hadoop是项目的总称,起源于作者儿子的一只吃饱了的大象的名字。主要是由HDFS、MapReduce和Hbase组成。   HDFS是Google File System(GFS)的开源实现。   MapReduce是Google MapReduce的开源实现。   HBase是Google BigTable的开源实现。   这个分布式框架很有创造性,而且有极大的扩展性,使得Google在系统吞吐量上有很大的竞争力。因此Apache基金会用Java实现了一个开源版本,支持Fedora、Ubuntu等Linux平台。目前Hadoop受到Yahoo的支持,有Yahoo员工长期工作在项目上,而且Yahoo内部也准备使用Hadoop代替原来的的分布式系统。   Hadoop实现了HDFS文件系统和MapRecue。用户只要继承MapReduceBase,提供分别实现Map和Reduce的两个类,并注册Job即可自动分布式运行。   目前Release版本是0.20.1。还不成熟,但是已经集群规模已经可以达到4000个节点,是由Yahoo!实验室中构建的。下面是此集群的相关数据:   • 4000 节点   • 2 x quad core Xeons@2.5ghz per 节点   • 4 x 1TB SATA Disk per 节点   • 8G RAM per 节点   • 千兆带宽 per 节点   • 每机架有40个节点   • 每个机架有4千兆以太网上行链路   • Redhat Linux AS4 ( Nahant update 5 )   • Sun Java JDK1.6.0_05 - b13   • 所以整个集群有30000多个CPU,近16PB的磁盘空间!   HDFS把节点分成两类:NameNode和DataNode。NameNode是唯一的,程序与之通信,然后从DataNode上存取文件。这些操作是透明的,与普通的文件系统API没有区别。   MapReduce则是JobTracker节点为主,分配工作以及负责和用户程序通信。   HDFS和MapReduce实现是完全分离的,并不是没有HDFS就不能MapReduce运算。   Hadoop也跟其他云计算项目有共同点和目标:实现海量数据的计算。而进行海量计算需要一个稳定的,安全的数据容器,才有了Hadoop分布式文件系统(HDFS,Hadoop Distributed File System)。   HDFS通信部分使用org.apache.hadoop.ipc,可以很快使用RPC.Server.start()构造一个节点,具体业务功能还需自己实现。针对HDFS的业务则为数据流的读写,NameNode/DataNode的通信等。   MapReduce主要在org.apache.hadoop.mapred,实现提供的接口类,并完成节点通信(可以不是hadoop通信接口),就能进行MapReduce运算。   目前这个项目还