HDFS分布式存储中NameNode 和DataNode 有什么区别？

作者：chenxiao123 2020-10-29 18:53:38
大数据
分布式 目前市场中，HDFS分布式存储系统是很热门的讨论话题，各种企业也倾向于搭建分布式存储系统。

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随着互联网不断得突飞猛进， 数据就逐渐演变为科技和经济发展的核心 。更是 对于互联网时代的人类和企业来说，是至关重要的，可能对于普通人来说没有太大影响，但是对于国家和大型企业来说，数据就是其命脉，人工智能就是对数据海量化的最好证明之一。

所以，数据存储的稳定在一定程度上就可以决定人类经济的高度。

“但是， 许多人还没有搞清楚个人电脑互联网是什么，移动互联网在这里，当我们还没搞清楚移动互联网的时候，大数据时代又来了， " 马云在离任时说。大数据的应用已经进入了一个快速发展的时期，未来一种新的商业模式的出现有望带来更大的发展。

由于以人工智能、5G 和物联网为主导的新一轮信息技术革命，数据中心的迅速增长导致存储产业链的需求大幅增加。在全球和中国数据存储需求迅速增长的背后，必然伴随着产业链的繁荣。

目前市场中，HDFS分布式存储系统是很热门的讨论话题，各种企业也倾向于搭建分布式存储系统。

那么，什么是HDFS 分布式存储?

HDFS分布式存储公链是一套完整的个人数据存储解决方案，它由无数的节点以 p2p的形式组成一个数据存储阵列，采用POC+POST的双重共识机制来识别及分配奖励，采用加密机制对数据传输及存储过程进行保护形成一套安全、高效、经济的个人数据存储全套解决方案。

分布式存储框架

分布式存储技术的实现，往往离不开底层的分布式存储框架。根据其存储的类型，可分为块存储，对象存储和文件存储。在主流的分布式存储技术中，HDFS 属于文件存储，Swift 属于对象存储，而Ceph 可支持块存储、对象存储和文件存储，故称为统一存储。

HDFS 是Hadoop 核心组成之一，是分布式计算中数据存储管理的基础，被设计成适合运行在通用硬件上的分布式文件系统。

HDFS 的功能模块

(1) Client

Client 是用户与HDFS 交互的手段，当文件上传 HDFS 的时候，Client 将文件切分成一个一个的 Block ，然后进行上传;Client通过与NameNode 交互，来获取文件的位置信息;与 DataNode 交互，读取或者写入数据;Client 还可以提供NameNode 格式化等一些命令来管理HDFS ;同时，Client 可以通过对HDFS 的增删改查等操作来访问HDFS 。

(2) NameNode

NameNode 就是HDFS 的Master 架构，它维护着文件系统树及整棵树内所有的文件和目录，HDFS 文件系统中处理客服端读写请求、管理数据块(Block )的映射信息、配置副本策略等管理工作由NameNode 来完成。

(3) DataNode

NameNode 下达命令，DataNode 执行实际操作。DataNode 表示实际存储的数据块，同时可以执行数据块的读写操作。

(4) Secondary NameNode

Secondary NameNode 的功能主要是辅助NameNode ，分担其工作量;在紧急情况下可以辅助恢复NameNode ，但是它不能替换NameNode 并提供服务。

HDFS 的优势

• 容错性：数据自动保存多个副本。通过增加副本的形式，提高容错性。其中一个副本丢失以后，可以自动恢复。
• 可以处理大数据：能够处理数据规模达到GB 、TB 甚至PB 级别的数据;能够处理百万规模以上的文件数量。
• 可以构建在廉价的机器上，通过多副本机制，提高可靠性。

HDFS 的特点

• 故障检测和恢复 – 由于 HDFS 包含大量产品硬件，组件故障频繁。因此， HDFS 应具有快速自动故障检测和恢复的机制。
• 数据集的管理 – HDFS 每个群集都有数百个节点来管理具有大型数据集的应用程序。
• 数据硬件处理 – 当计算在数据物理附近时，可以高效地完成请求的任务。特别是在涉及大量数据集时，它减少了网络流量并提高了吞吐量。

HDFS 的功能

• 数据的分布式存储和处理。
• Hadoop 提供了一个命令接口来与 HDFS 进行交互。
• namenode 和 datanode 的内置服务器可帮助用户轻松检查群集的状态。
• 对文件系统数据的流式处理访问。
• HDFS 提供文件权限和身份验证。

HDFS的架构

下面给出的是 Hadoop 文件系统的体系结构：

HDFS 的元素：

(1) Namenod

Namenode 是包含 GNU/Linux 操作系统的产品硬件。它是一种可以在产品硬件上运行的软件。具有 Namenode 的系统充当主服务器，并执行以下任务。

• 管理文件系统命名空间
• 调节客户端对文件的访问
• 执行文件系统操作，如重命名、关闭和打开文件和目录。

(2) Datanode

Datanode 是具有 GNU/Linux 操作系统和数据内核软件的产品硬件。对于 cluster (群集)中的每个产品硬件 / 系统，都将有一个数据节点，这些节点管理其系统的数据存储。

根据客户端请求在文件系统上执行读写操作。

根据 namenode 的说明执行块创建、删除和复制等操作。

(3) Block

通常，用户数据存储在 HDFS 的文件中。文件系统中的文件将分为一个或多个片段存储在单个数据节点中。这些文件段称为block 。换句话说， HDFS 可以读取或写入的最小数据量称为 block 。默认块大小为 64MB ，可以根据 HDFS 配置进行更改。

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