Hadoop

Hadoop应用场景

Hadoop是专为离线处理和大规模数据分析而设计的，它并不适合那种对几个记录随机读写的在线事务处理模式。

大数据存储：Hadoop最适合一次写入、多次读取的数据存储需求，如数据仓库。

大数据分析：数据密集型并行计算：数据量极大，但是计算相对简单的并行处理。如：大规模Web信息搜索、日志分析。

Hadoop相关术语

Hadoop：这个名字不是一个缩写，而是一个虚构的名字。该项目的创建者，Doug Cutting解释Hadoop的得名 ：“这个名字是我孩子给一个棕黄色的大象玩具命名的。我的命名标准就是简短，容易发音和拼写，没有太多的意义，并且不会被用于别处。小孩子恰恰是这方面的高手。” The Apache Hadoop software library is a framework that allows for the distributed processing of large data sets across clusters of computers using simple programming models. 

Hadoop的框架最核心的设计就是：HDFS和MapReduce。HDFS为海量的数据提供了存储，则MapReduce为海量的数据提供了计算。Hadoop在分布式存储和分布式计算中都采用了主/从架构。分布式存储系统被称为Hadoop分布式文件系统，简称HDFS。分布式计算使用了MapReduce。MapReduce是一种编程模型，用于大规模数据集（大于1TB）的并行运算。概念"Map（映射）"和"Reduce（归约）"，是它们的主要思想，都是从函数式编程语言里借来的，还有从矢量编程语言里借来的特性。它极大地方便了编程人员在不会分布式并行编程的情况下，将自己的程序运行在分布式系统上。 当前的软件实现是指定一个Map（映射）函数，用来把一组键值对映射成一组新的键值对，指定并发的Reduce（归约）函数，用来保证所有映射的键值对中的每一个共享相同的键组。

1、存储

NameNode：名字节点。NameNode位于HDFS的主端，它指导从端的DataNode执行底层的I/O任务。NameNode是HDFS的书记员，它跟踪文件如何被分割成文件块，而这些文件块又被哪些节点存储，以及分布式文件系统的整体运行状态是否正常。

DataNode：数据节点。每一个集群的从节点都会驻留一个DataNode守护进程，来执行分布式文件系统的繁重工作-将HDFS数据块读取或者写入到本地文件系统的实际文件中。当希望对HDFS文件进行读写时，文件被分隔为多个块，由NameNode告知客户端每个数据块驻留在哪个DataNode。客户端直接与DataNode守护进程通信，来处理与数据块相对应的本地文件。而后，DataNode会与其他DataNode进行通信，复制这些数据块以实现备份。

Secondary NameNode：次名字节点。SNN是一个用于监测HDFS集群状态的辅助守护进程。SNN与NameNode通信，根据集群所配置的时间间隔获取HDFS元数据的快照。SNN的快照可以有助于减少停机的时间，并降低数据丢失的风险。

2、计算

与存储的守护进程一样，计算的守护进程也遵循主/从架构：JobTracker作为主节点，监测MapReduce作业的整个执行过程，同时，TaskTracher管理各个任务在每个从节点上的执行情况。

JobTracker：作业跟踪节点。JobTracker守护进程是应用程序和Hadoop之间的纽带。一旦提交代码到集群上，JobTracker就会确定执行计划，包括决定处理哪些文件、为不同的任务分配节点以及监控所有任务的运行。如果任务失败，JobTracker将自动重启任务，但所分配的节点可能会不同，同时受到预定义的重试次数限制。

TaskTracker：任务跟踪节点。每个TaskTracker负责执行由JobTracker分配的单项任务。虽然每个从节点上仅有一个TaskTracker，但每个TaskTracker可以生成多个JVM来并行地处理许多map或reduce任务。TaskTracker的一个职责是持续不断地与JobTracker通信。如果JobTracker在指定的时间内没有收到来自TaskTracker的“心跳”，它会假定TaskTracker已经崩溃了，进而重新提交相应的任务到集群中的其他节点中。

3、Hadoop集群

这是一个典型的Hadoop集群的拓扑图。这是一个主/从架构，其中NameNode和JobTracker为主端，DataNode和TaskTracker为从端。

4、MapReduce数据流

map：映射。每个map任务处理一个数据分片，读取输入数据，输出中间数据。

shuffle：洗牌。节点间的数据交换在“洗牌”阶段完成。注意：输入数据被分配到不同节点之后，节点间通信的唯一时间是在“洗牌”阶段。这个通信约束对可扩展性有极大的帮助。

reduce：归约。读取mapper输出的中间数据，相同key的中间数据进入相同的reducer，最后保存数据到HDFS。