天天看点

大数据技术之HBase

第1章 hbase简介

  hbase的原型是google的bigtable论文,受到了该论文思想的启发,目前作为hadoop的子项目来开发维护,用于支持结构化的数据存储。

官方网站:http://hbase.apache.org

  -- 2006年google发表bigtable白皮书

  -- 2006年开始开发hbase

  -- 2008年北京成功开奥运会,程序员默默地将hbase弄成了hadoop的子项目

  -- 2010年hbase成为apache顶级项目

  -- 现在很多公司二次开发出了很多发行版本,你也开始使用了。

  hbase是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统,利用hbase技术可在廉价pc server上搭建起大规模结构化存储集群。

  hbase的目标是存储并处理大型的数据,更具体来说是仅需使用普通的硬件配置,就能够处理由成千上万的行和列所组成的大型数据。

  hbase是google bigtable的开源实现,但是也有很多不同之处。比如:google bigtable利用gfs作为其文件存储系统,hbase利用hadoop hdfs作为其文件存储系统;google运行mapreduce来处理bigtable中的海量数据,hbase同样利用hadoop mapreduce来处理hbase中的海量数据;google bigtable利用chubby作为协同服务,hbase利用zookeeper作为对应。

  1)海量存储

  hbase适合存储pb级别的海量数据,在pb级别的数据以及采用廉价pc存储的情况下,能在几十到百毫秒内返回数据。这与hbase的极易扩展性息息相关。正式因为hbase良好的扩展性,才为海量数据的存储提供了便利。

  2)列式存储

  这里的列式存储其实说的是列族存储,hbase是根据列族来存储数据的。列族下面可以有非常多的列,列族在创建表的时候就必须指定。

  3)极易扩展

  hbase的扩展性主要体现在两个方面,一个是基于上层处理能力(regionserver)的扩展,一个是基于存储的扩展(hdfs)。

  通过横向添加regionsever的机器,进行水平扩展,提升hbase上层的处理能力,提升hbsae服务更多region的能力。

  备注:regionserver的作用是管理region、承接业务的访问,这个后面会详细的介绍通过横向添加datanode的机器,进行存储层扩容,提升hbase的数据存储能力和提升后端存储的读写能力。

  4)高并发

  由于目前大部分使用hbase的架构,都是采用的廉价pc,因此单个io的延迟其实并不小,一般在几十到上百ms之间。这里说的高并发,主要是在并发的情况下,hbase的单个io延迟下降并不多。能获得高并发、低延迟的服务。

  5)稀疏

  稀疏主要是针对hbase列的灵活性,在列族中,你可以指定任意多的列,在列数据为空的情况下,是不会占用存储空间的。

      

大数据技术之HBase

  从图中可以看出hbase是由client、zookeeper、master、hregionserver、hdfs等几个组件组成,下面来介绍一下几个组件的相关功能:

  1)client

  client包含了访问hbase的接口,另外client还维护了对应的cache来加速hbase的访问,比如cache的.meta.元数据的信息。

  2)zookeeper

  hbase通过zookeeper来做master的高可用、regionserver的监控、元数据的入口以及集群配置的维护等工作。具体工作如下:

  通过zoopkeeper来保证集群中只有1个master在运行,如果master异常,会通过竞争机制产生新的master提供服务

  通过zoopkeeper来监控regionserver的状态,当regionsevrer有异常的时候,通过回调的形式通知master regionserver上下线的信息

  通过zoopkeeper存储元数据的统一入口地址

  3)hmaster

  master节点的主要职责如下:

  为regionserver分配region

  维护整个集群的负载均衡

  维护集群的元数据信息

  发现失效的region,并将失效的region分配到正常的regionserver上

  当regionsever失效的时候,协调对应hlog的拆分

  4)hregionserver

  hregionserver直接对接用户的读写请求,是真正的“干活”的节点。它的功能概括如下:

  管理master为其分配的region

  处理来自客户端的读写请求

  负责和底层hdfs的交互,存储数据到hdfs

  负责region变大以后的拆分

  负责storefile的合并工作

  5)hdfs

  hdfs为hbase提供最终的底层数据存储服务,同时为hbase提供高可用(hlog存储在hdfs)的支持,具体功能概括如下:

  提供元数据和表数据的底层分布式存储服务

  数据多副本,保证的高可靠和高可用性

  功能

    1.监控regionserver

    2.处理regionserver故障转移

    3.处理元数据的变更

    4.处理region的分配或转移

    5.在空闲时间进行数据的负载均衡

    6.通过zookeeper发布自己的位置给客户端

    1.负责存储hbase的实际数据

    2.处理分配给它的region

    3.刷新缓存到hdfs

    4.维护hlog

    5.执行压缩

    6.负责处理region分片

    1.write-ahead logs

    hbase的修改记录,当对hbase读写数据的时候,数据不是直接写进磁盘,它会在内存中保留一段时间(时间以及数据量阈值可以设定)。但把数据保存在内存中可能有更高的概率引起数据丢失,为了解决这个问题,数据会先写在一个叫做write-ahead logfile的文件中,然后再写入内存中。所以在系统出现故障的时候,数据可以通过这个日志文件重建。

    2.region

    hbase表的分片,hbase表会根据rowkey值被切分成不同的region存储在regionserver中,在一个regionserver中可以有多个不同的region。

    3.store

    hfile存储在store中,一个store对应hbase表中的一个列族。

    4.memstore

    顾名思义,就是内存存储,位于内存中,用来保存当前的数据操作,所以当数据保存在wal中之后,regsionserver会在内存中存储键值对。

    5.hfile

    这是在磁盘上保存原始数据的实际的物理文件,是实际的存储文件。storefile是以hfile的形式存储在hdfs的。

第2章 hbase安装

做自己的太阳,成为别人的光!

继续阅读