HDFS(Hadoop Distributed File System)是一种分布式文件系统,设计用于存储和管理大规模数据集。其数据存储结构主要包括以下几个组成部分:
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文件系统命名空间(Namespace):
- HDFS维护一个文件系统的命名空间,记录所有文件和目录的元数据,如文件名、目录名、文件大小、创建时间、修改时间等。
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数据块(Block):
- 文件在HDFS中被分割成多个数据块,每个数据块是文件存储的最小单元。默认情况下,每个数据块的大小是128MB。
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数据节点(DataNode):
- DataNode是实际存储数据的地方。每个DataNode管理存储在其上的数据块,并执行数据块的创建、删除和复制操作。DataNode定期向NameNode报告其存储的数据块信息。
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名称节点(NameNode):
- NameNode是HDFS的核心,负责管理文件系统的命名空间和客户端对文件的访问。它存储所有文件的元数据,包括文件到数据块的映射关系。NameNode还负责数据块到DataNode的分配和调度。
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副本(Replication):
- 为了提高数据的可靠性和容错性,HDFS通常会将每个数据块复制多个副本并存储在不同的DataNode上。默认情况下,每个数据块有三个副本。
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机架感知(Rack Awareness):
- HDFS支持机架感知策略,将DataNode分布在不同的机架上,以提高数据的可靠性和网络带宽的利用率。
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元数据管理:
- NameNode负责管理所有的元数据,包括文件系统的命名空间、数据块到DataNode的映射、数据块的副本信息等。为了提高性能和可靠性,NameNode还使用辅助节点(Secondary NameNode)来定期合并命名空间镜像(Namespace Image)和编辑日志(Edit Log)。
HDFS通过这种结构化的存储方式,能够在大规模集群中高效地存储和管理海量数据,同时保证数据的高可用性和容错性。