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解读:大数据框架Hadoop主要模块

[日期:2017-07-06] 来源:慕课网  作者: [字体: ]

  hadoop Common: 包括Hadoop常用的工具类,由原来的Hadoop core部分更名而来。主要包括系统配置工具Configuration、远程过程调用RPC、序列化机制和Hadoop抽象文件系统FileSystem等。它们为在通用硬件上搭建云计算环境提供基本的服务,并为运行在该平台上的软件开发提供了所需的API。

大数据

  Hadoop Distributed File System (HDFS™): 分布式文件系统,提供对应用程序数据的高吞吐量,高伸缩性,高容错性的访问。是Hadoop体系中数据存储管理的基础。它是一个高度容错的系统,能检测和应对硬件故障,用于在低成本的通用硬件上运行。HDFS简化了文件的一致性模型,通过流式数据访问,提供高吞吐量应用程序数据访问功能,适合带有大型数据集的应用程序。

  Hadoop YARN: 任务调度和集群资源管理。

  Hadoop MapReduce: 基于YARN的大型数据集并行处理系统。是一种计算模型,用以进行大数据量的计算。Hadoop的MapReduce实现,和Common、HDFS一起,构成了Hadoop发展初期的三个组件。MapReduce将应用划分为Map和Reduce两个步骤,其中Map对数据集上的独立元素进行指定的操作,生成键-值对形式中间结果。Reduce则对中间结果中相同“键”的所有“值”进行规约,以得到最终结果。MapReduce这样的功能划分,非常适合在大量计算机组成的分布式并行环境里进行数据处理。

  其他模块:

  Ambari: 是一种基于Web的工具,支持Apache Hadoop集群的供应、管理和监控。Ambari目前已支持大多数Hadoop组件,包括HDFS、MapReduce、Hive、Pig、 Hbase、Zookeper、Sqoop和Hcatalog等。Ambari 支持HDFS、MapReduce、Hive、Pig、Hbase、Zookeper、Sqoop和Hcatalog等的集中管理。Ambari还提供了一个用于查看集群健康状况的仪表板,例如散热图,以及可视化查看MapReduce,Pig和Hive应用程序以及以用户友好的方式诊断其性能特征的功能。也是5个顶级hadoop管理工具之一。

  Avro: 数据序列化系统,由Doug Cutting牵头开发,是一个数据序列化系统。类似于其他序列化机制,Avro可以将数据结构或者对象转换成便于存储和传输的格式,其设计目标是用于支持数据密集型应用,适合大规模数据的存储与交换。Avro提供了丰富的数据结构类型、快速可压缩的二进制数据格式、存储持久性数据的文件集、远程调用RPC和简单动态语言集成等功能。

  Cassandra: 可扩展的多主数据库,没有单点故障。是一套开源分布式NoSQL数据库系统。它最初由Facebook开发,用于储存收件箱等简单格式数据,集GoogleBigTable的数据模型与Amazon Dynamo的完全分布式的架构于一身Facebook于2008将 Cassandra 开源,此后,由于Cassandra良好的可扩展性,被Digg、Twitter等知名Web 2.0网站所采纳,成为了一种流行的分布式结构化数据存储方案。

  Cassandra是一个混合型的非关系的数据库,类似于Google的BigTable。其主要功能比Dynamo (分布式的Key-Value存储系统)更丰富,但支持度却不如文档存储MongoDB(介于关系数据库和非关系数据库之间的开源产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。支持的数据结构非常松散,是类似json的bjson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型)。Cassandra最初由Facebook开发,后转变成了开源项目。它是一个网络社交云计算方面理想的数据库。以Amazon专有的完全分布式的Dynamo为基础,结合了Google BigTable基于列族(Column Family)的数据模型。P2P去中心化的存储。很多方面都可以称之为Dynamo 2.0。

  Chukwa: 用于管理大型分布式系统的数据收集系统(2000+以上的节点, 系统每天产生的监控数据量在T级别)。它构建在Hadoop的HDFS和MapReduce基础之上,继承了Hadoop的可伸缩性和鲁棒性。Chukwa包含一个强大和灵活的工具集,提供了数据的生成、收集、排序、去重、分析和展示等一系列功能,是Hadoop使用者、集群运营人员和管理人员的必备工具。

  Hbase: 是一个分布式的、面向列的开源数据库,该技术来源于 Fay Chang 所撰写的Google论文“Bigtable:一个结构化数据的分布式存储系统”。就像Bigtable利用了Google文件系统(File System)所提供的分布式数据存储一样,HBase在Hadoop之上提供了类似于Bigtable的能力。HBase是Apache的Hadoop项目的子项目。HBase不同于一般的关系数据库,它是一个适合于非结构化数据存储的数据库。另一个不同的是HBase基于列的而不是基于行的模式。

  HBase是一个针对结构化数据的可伸缩、高可靠、高性能、分布式和面向列的动态模式数据库。和传统关系数据库不同,HBase采用了BigTable的数据模型:增强的稀疏排序映射表(Key/Value),其中,键由行关键字、列关键字和时间戳构成。HBase提供了对大规模数据的随机、实时读写访问,同时,HBase中保存的数据可以使用MapReduce来处理,它将数据存储和并行计算完美地结合在一起。

  Hive: 是基于Hadoop的一个数据仓库工具,可以将结构化的数据文件映射为一张数据库表,并提供简单的sql查询功能,可以将sql语句转换为MapReduce任务进行运行。 其优点是学习成本低,可以通过类SQL语句快速实现简单的MapReduce统计,不必开发专门的MapReduce应用,十分适合数据仓库的统计分析。

  Hive是Hadoop中的一个重要子项目,最早由Facebook设计,是建立在Hadoop基础上的数据仓库架构,它为数据仓库的管理提供了许多功能,包括:数据ETL(抽取、转换和加载)工具、数据存储管理和大型数据集的查询和分析能力。Hive提供的是一种结构化数据的机制,定义了类似于传统关系数据库中的类SQL语言:Hive QL,通过该查询语言,数据分析人员可以很方便地运行数据分析业务。

  Mahout: Apache旗下的一个开源项目,提供一些可扩展的机器学习领域经典算法的实现,旨在帮助开发人员更加方便快捷地创建智能应用程序。Mahout包含许多实现,包括聚类、分类、推荐过滤、频繁子项挖掘。此外,通过使用 Apache Hadoop 库,Mahout 可以有效地扩展到云中。

  Mahout起源于2008年,最初是Apache Lucent的子项目,它在极短的时间内取得了长足的发展,现在是Apache的顶级项目。Mahout的主要目标是创建一些可扩展的机器学习领域经典算法的实现,旨在帮助开发人员更加方便快捷地创建智能应用程序。Mahout现在已经包含了聚类、分类、推荐引擎(协同过滤)和频繁集挖掘等广泛使用的数据挖掘方法。除了算法,Mahout还包含数据的输入/输出工具、与其他存储系统(如数据库、MongoDB 或Cassandra)集成等数据挖掘支持架构。

  Pig: 运行在Hadoop上,是对大型数据集进行分析和评估的平台。它简化了使用Hadoop进行数据分析的要求,提供了一个高层次的、面向领域的抽象语言:Pig Latin。通过Pig Latin,数据工程师可以将复杂且相互关联的数据分析任务编码为Pig操作上的数据流脚本,通过将该脚本转换为MapReduce任务链,在Hadoop上执行。和Hive一样,Pig降低了对大型数据集进行分析和评估的门槛。

  Apache Pig 是一个高级过程语言,适合于使用 Hadoop 和 MapReduce 平台来查询大型半结构化数据集。通过允许对分布式数据集进行类似 SQL 的查询,Pig 可以简化 Hadoop 的使用。

  用MapReduce进行数据分析。当业务比较复杂的时候,使用MapReduce将会是一个很复杂的事情,比如你需要对数据进行很多预处理或转换,以便能够适应MapReduce的处理模式。另一方面,编写MapReduce程序,发布及运行作业都将是一个比较耗时的事情。Pig的出现很好的弥补了这一不足。Pig能够让你专心于数据及业务本身,而不是纠结于数据的格式转换以及MapReduce程序的编写。本质是上来说,当你使用Pig进行处理时,Pig本身会在后台生成一系列的MapReduce操作来执行任务,但是这个过程对用户来说是透明的。

  Spark: Hadoop数据快速通用的计算引擎。 Spark提供了一个简单的编程模型,支持各种应用,包括ETL,机器学习,流处理和图形计算。

  Apache Spark 是专为大规模数据处理而设计的快速通用的计算引擎。

  Spark是UC Berkeley AMP lab (加州大学伯克利分校的AMP实验室)所开源的类Hadoop MapReduce的通用并行框架,Spark,拥有Hadoop MapReduce所具有的优点;但不同于MapReduce的是Job中间输出结果可以保存在内存中,从而不再需要读写HDFS,因此Spark能更好地适用于数据挖掘与机器学习等需要迭代的MapReduce的算法。

  Spark 是一种与 Hadoop 相似的开源集群计算环境,但是两者之间还存在一些不同之处,这些有用的不同之处使 Spark 在某些工作负载方面表现得更加优越,换句话说,Spark 启用了内存分布数据集,除了能够提供交互式查询外,它还可以优化迭代工作负载。

  Spark 是在 Scala 语言中实现的,它将 Scala 用作其应用程序框架。与 Hadoop 不同,Spark 和 Scala 能够紧密集成,其中的 Scala 可以像操作本地集合对象一样轻松地操作分布式数据集。

  尽管创建 Spark 是为了支持分布式数据集上的迭代作业,但是实际上它是对 Hadoop 的补充,可以在 Hadoop 文件系统中并行运行。通过名为 Mesos 的第三方集群框架可以支持此行为。Spark 由加州大学伯克利分校 AMP 实验室 (Algorithms, Machines, and People Lab) 开发,可用来构建大型的、低延迟的数据分析应用程序。

  Tez: 用于构建高性能批处理和交互式数据处理应用程序的可扩展框架,由Apache Hadoop中的YARN协调。 Tez通过大幅度提高其速度来改进MapReduce范式,同时保持MapReduce扩展到PB级数据的能力。支持DAG(Database Availability Group 数据库可用性组)作业的计算框架,它直接源于MapReduce框架,核心思想是将Map和Reduce两个操作进一步拆分,即Map被拆分成Input、Processor、Sort、Merge和Output, Reduce被拆分成Input、Shuffle、Sort、Merge、Processor和Output等,这样,这些分解后的元操作可以任意灵活组合,产生新的操作,这些操作经过一些控制程序组装后,可形成一个大的DAG作业。

  ZooKeeper: 一个分布式的,开放源码的分布式应用程序协调服务,是Google的Chubby一个开源的实现,是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件,提供的功能包括:配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

  ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务,将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。

  在分布式系统中如何就某个值(决议)达成一致,是一个十分重要的基础问题。ZooKeeper作为一个分布式的服务框架,解决了分布式计算中的一致性问题。在此基础上,ZooKeeper可用于处理分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题,如统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。ZooKeeper常作为其他Hadoop相关项目的主要组件,发挥着越来越重要的作用。





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