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Hadoop 3.x的版本架构和模型介绍

由于Hadoop 2.0是基于JDK 1.7开发的，而JDK 1.7在2015年4月已停止更新，这直接迫使Hadoop社区基于JDK 1.8重新发布一个新的Hadoop版本，即hadoop 3.0。Hadoop 3.0中引入了一些重要的功能和优化，包括HDFS 可擦除编码、多Namenode支持、MR Native Task优化、YARN基于cgroup的内存和磁盘IO隔离、YARN container resizing等。
Apache hadoop 项目组最新消息，hadoop3.x以后将会调整方案架构，将Mapreduce 基于内存+io+磁盘，共同处理数据。改变最大的是hdfs,hdfs 通过最近block块计算，根据最近计算原则，本地block块，加入到内存，先计算，通过IO，共享内存计算区域，最后快速形成计算结果

Hadoop 3.0新特性

通用性
1.精简Hadoop内核，包括剔除过期的API和实现，将默认组件实现替换成最高效的实现。
Classpath isolation：以防止不同版本jar包冲突
3.Shell脚本重构： Hadoop 3.0对Hadoop的管理脚本进行了重构，修复了大量bug，增加了新特性。
HDFS
Hadoop3.x中Hdfs在可靠性和支持能力上作出很大改观：
1.HDFS支持数据的擦除编码，这使得HDFS在不降低可靠性的前提下，节省一半存储空间。
2.多NameNode支持，即支持一个集群中，一个active、多个standby namenode部署方式。注：多ResourceManager特性在hadoop 2.0中已经支持。
HDFS纠删码
在Hadoop3.X中，HDFS实现了Erasure Coding这个新功能。Erasure coding纠删码技术简称EC，是一种数据保护技术.最早用于通信行业中数据传输中的数据恢复，是一种编码容错技术。
它通过在原始数据中加入新的校验数据，使得各个部分的数据产生关联性。在一定范围的数据出错情况下，通过纠删码技术都可以进行恢复。
hadoop-3.0之前，HDFS存储方式为每一份数据存储3份，这也使得存储利用率仅为1/3，hadoop-3.0引入纠删码技术(EC技术)，实现1份数据+0.5份冗余校验数据存储方式。
与副本相比纠删码是一种更节省空间的数据持久化存储方法。标准编码(比如Reed-Solomon(10,4))会有1.4 倍的空间开销；然而HDFS副本则会有3倍的空间开销。
支持多个NameNodes
最初的HDFS NameNode high-availability实现仅仅提供了一个active NameNode和一个Standby NameNode；并且通过将编辑日志复制到三个JournalNodes上，这种架构能够容忍系统中的任何一个节点的失败。
然而，一些部署需要更高的容错度。我们可以通过这个新特性来实现，其允许用户运行多个Standby NameNode。比如通过配置三个NameNode和五个JournalNodes，这个系统可以容忍2个节点的故障，而不是仅仅一个节点。
MapReduce
Hadoop3.X中的MapReduce较之前的版本作出以下更改：
1.Tasknative优化：为MapReduce增加了C/C++的map output collector实现（包括Spill，Sort和IFile等），通过作业级别参数调整就可切换到该实现上。对于shuffle密集型应用，其性能可提高约30%。
2.MapReduce内存参数自动推断。在Hadoop 2.0中，为MapReduce作业设置内存参数非常繁琐，一旦设置不合理，则会使得内存资源浪费严重，在Hadoop3.0中避免了这种情况。
Hadoop3.x中的MapReduce添加了Map输出collector的本地实现，对于shuffle密集型的作业来说，这将会有30%以上的性能提升

Hadoop集群搭建

HADOOP集群具体来说包含两个集群：HDFS集群和YARN集群，两者逻辑上分离，但物理上常在一起。
HDFS集群负责海量数据的存储，集群中的角色主要有：
NameNode、DataNode、SecondaryNameNode
YARN集群负责海量数据运算时的资源调度，集群中的角色主要有：
ResourceManager、NodeManager
那mapreduce是什么呢？它其实是一个分布式运算编程框架，是应用程序开发包，由用户按照编程规范进行程序开发，后打包运行在HDFS集群上，并且受到YARN集群的资源调度管理。

集群部署方式

standalone mode（独立模式）
独立模式又称为单机模式，仅1个机器运行1个java进程，主要用于调试。
Pseudo-Distributed mode（伪分布式模式）
伪分布模式也是在1个机器上运行HDFS的NameNode和DataNode、YARN的 ResourceManger和NodeManager，但分别启动单独的java进程，主要用于调试。
Cluster mode（群集模式）
集群模式主要用于生产环境部署。会使用N台主机组成一个Hadoop集群。这种部署模式下，主节点和从节点会分开部署在不同的机器上。

Hadoop安装包目录结构

解压hadoop-3.3.0-Centos7-64-with-snappy.tar.gz，目录结构如下：
bin：Hadoop最基本的管理脚本和使用脚本的目录，这些脚本是sbin目录下管理脚本的基础实现，用户可以直接使用这些脚本管理和使用Hadoop。
etc：Hadoop配置文件所在的目录，包括core-site,xml、hdfs-site.xml、mapred-site.xml等从Hadoop1.0继承而来的配置文件和yarn-site.xml等Hadoop2.0新增的配置文件。
include：对外提供的编程库头文件（具体动态库和静态库在lib目录中），这些头文件均是用C++定义的，通常用于C++程序访问HDFS或者编写MapReduce程序。
lib：该目录包含了Hadoop对外提供的编程动态库和静态库，与include目录中的头文件结合使用。
libexec：各个服务对用的shell配置文件所在的目录，可用于配置日志输出、启动参数（比如JVM参数）等基本信息。
sbin：Hadoop管理脚本所在的目录，主要包含HDFS和YARN中各类服务的启动/关闭脚本。
share：Hadoop各个模块编译后的jar包所在的目录，官方自带示例。