Introducción
El Sistema de Archivos Distribuido de Hadoop (HDFS) es uno de los componentes fundamentales del ecosistema Hadoop. Diseñado para almacenar grandes volúmenes de datos de manera distribuida, HDFS permite el almacenamiento y acceso eficiente a datos en un clúster de servidores. En esta sección, exploraremos la arquitectura de HDFS, sus características clave y cómo interactuar con él mediante comandos.
Arquitectura de HDFS
Componentes Principales
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Namenode:
- Actúa como el maestro del sistema de archivos.
- Mantiene el árbol de directorios del sistema de archivos y los metadatos de todos los archivos y directorios.
- Gestiona el espacio de nombres del sistema de archivos y regula el acceso a los archivos por parte de los clientes.
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Datanode:
- Actúa como el trabajador del sistema de archivos.
- Almacena los bloques de datos reales.
- Se comunica regularmente con el Namenode para enviar informes de estado y recibir instrucciones.
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Secondary Namenode:
- No es un respaldo del Namenode.
- Ayuda a reducir la carga del Namenode al tomar instantáneas periódicas del espacio de nombres y los registros de transacciones.
Diagrama de Arquitectura
+-------------------+ +-------------------+ | Client | | Client | +--------+----------+ +--------+----------+ | | | | v v +--------+----------+ +--------+----------+ | Namenode | | Secondary Namenode| +--------+----------+ +--------+----------+ | | | | v v +--------+----------+ +--------+----------+ | Datanode | | Datanode | +--------+----------+ +--------+----------+ | | | | v v +--------+----------+ +--------+----------+ | Datanode | | Datanode | +-------------------+ +-------------------+
Características Clave de HDFS
- Alta Tolerancia a Fallos: HDFS replica los datos en múltiples nodos para asegurar la disponibilidad y la integridad de los datos en caso de fallos de hardware.
- Escalabilidad: Diseñado para escalar horizontalmente, HDFS puede manejar petabytes de datos distribuidos en miles de nodos.
- Acceso a Datos de Alta Velocidad: Optimizado para leer y escribir grandes volúmenes de datos de manera eficiente.
- Portabilidad: HDFS está diseñado para ejecutarse en hardware de bajo costo, lo que lo hace accesible y económico.
Comandos de HDFS
Comandos Básicos
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Listar Archivos y Directorios:
hdfs dfs -ls /ruta/del/directorio
Ejemplo:
hdfs dfs -ls /user/hadoop
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Crear un Directorio:
hdfs dfs -mkdir /ruta/del/nuevo/directorio
Ejemplo:
hdfs dfs -mkdir /user/hadoop/nuevo_directorio
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Copiar un Archivo desde el Sistema de Archivos Local a HDFS:
hdfs dfs -put /ruta/local/del/archivo /ruta/hdfs/del/archivo
Ejemplo:
hdfs dfs -put /home/user/archivo.txt /user/hadoop/archivo.txt
-
Copiar un Archivo desde HDFS al Sistema de Archivos Local:
hdfs dfs -get /ruta/hdfs/del/archivo /ruta/local/del/archivo
Ejemplo:
hdfs dfs -get /user/hadoop/archivo.txt /home/user/archivo.txt
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Eliminar un Archivo o Directorio:
hdfs dfs -rm /ruta/del/archivo hdfs dfs -rm -r /ruta/del/directorio
Ejemplo:
hdfs dfs -rm /user/hadoop/archivo.txt hdfs dfs -rm -r /user/hadoop/nuevo_directorio
Ejercicio Práctico
Objetivo: Familiarizarse con los comandos básicos de HDFS.
-
Crear un directorio en HDFS:
hdfs dfs -mkdir /user/estudiante/ejercicio
-
Copiar un archivo desde el sistema de archivos local a HDFS:
hdfs dfs -put /home/estudiante/ejemplo.txt /user/estudiante/ejercicio/ejemplo.txt
-
Listar los archivos en el directorio de HDFS:
hdfs dfs -ls /user/estudiante/ejercicio
-
Copiar el archivo de HDFS al sistema de archivos local:
hdfs dfs -get /user/estudiante/ejercicio/ejemplo.txt /home/estudiante/ejemplo_copia.txt
-
Eliminar el archivo y el directorio en HDFS:
hdfs dfs -rm /user/estudiante/ejercicio/ejemplo.txt hdfs dfs -rm -r /user/estudiante/ejercicio
Soluciones
-
Crear un directorio en HDFS:
hdfs dfs -mkdir /user/estudiante/ejercicio
-
Copiar un archivo desde el sistema de archivos local a HDFS:
hdfs dfs -put /home/estudiante/ejemplo.txt /user/estudiante/ejercicio/ejemplo.txt
-
Listar los archivos en el directorio de HDFS:
hdfs dfs -ls /user/estudiante/ejercicio
-
Copiar el archivo de HDFS al sistema de archivos local:
hdfs dfs -get /user/estudiante/ejercicio/ejemplo.txt /home/estudiante/ejemplo_copia.txt
-
Eliminar el archivo y el directorio en HDFS:
hdfs dfs -rm /user/estudiante/ejercicio/ejemplo.txt hdfs dfs -rm -r /user/estudiante/ejercicio
Conclusión
En esta sección, hemos cubierto los fundamentos del Sistema de Archivos Distribuido de Hadoop (HDFS), incluyendo su arquitectura, componentes principales y comandos básicos. HDFS es una pieza clave del ecosistema Hadoop, proporcionando un almacenamiento distribuido y tolerante a fallos para grandes volúmenes de datos. Con los conocimientos adquiridos, ahora estás preparado para explorar más a fondo cómo HDFS interactúa con otros componentes de Hadoop y cómo se puede utilizar para gestionar y procesar datos a gran escala.
Curso de Hadoop
Módulo 1: Introducción a Hadoop
- ¿Qué es Hadoop?
- Visión General del Ecosistema Hadoop
- Hadoop vs Bases de Datos Tradicionales
- Configuración del Entorno Hadoop
Módulo 2: Arquitectura de Hadoop
- Componentes Principales de Hadoop
- HDFS (Sistema de Archivos Distribuido de Hadoop)
- Marco de Trabajo MapReduce
- YARN (Yet Another Resource Negotiator)
Módulo 3: HDFS (Sistema de Archivos Distribuido de Hadoop)
Módulo 4: Programación MapReduce
- Introducción a MapReduce
- Flujo de Trabajo de un Job MapReduce
- Escribiendo un Programa MapReduce
- Técnicas de Optimización de MapReduce
Módulo 5: Herramientas del Ecosistema Hadoop
Módulo 6: Conceptos Avanzados de Hadoop
- Seguridad en Hadoop
- Gestión de Clústeres Hadoop
- Ajuste de Rendimiento de Hadoop
- Serialización de Datos en Hadoop
Módulo 7: Aplicaciones del Mundo Real y Estudios de Caso
- Hadoop en Almacenamiento de Datos
- Hadoop en Aprendizaje Automático
- Hadoop en Procesamiento de Datos en Tiempo Real
- Estudios de Caso de Implementaciones de Hadoop