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白话大数据之HDFS

发表于:2026-11-01 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2026年11月01日,很多书上讲的都太深奥了,从官方的解释翻译过来,或者加一些注解,但是我们的广大需要入门的同学们需要白话,讲的越简单越好,因此,我整理一下,先把目录写在这里:首先说,为什么要用hadoop讲一讲什么是文件
千家信息网最后更新 2026年11月01日白话大数据之HDFS

很多书上讲的都太深奥了,从官方的解释翻译过来,或者加一些注解,但是我们的广大需要入门的同学们需要白话,讲的越简单越好,因此,我整理一下,先把目录写在这里:


  1. 首先说,为什么要用hadoop

  2. 讲一讲什么是文件系统

  3. 硬盘的发展过程

  4. 水道渠成,来看一下HDFS

  5. 实践过程


接下来,一个个的说


  1. 为什么要用hadoop

因为分布式存储+分布式计算,比单机能存的更多,计算时一堆CPU工作,也比一台机器上的多个CPU性能要好。


2.什么是文件系统

那HDFS是什么,HDFS是Hadoop Distributed File System 。可以理解为hadoop的一个模块,专门用于管理文件存储。

为了便于深刻的理解HDFS,我们先要了解什么是文件系统,因为HDFS从直译过来看就是hadoop的分布式 文件系统,所以我们先看看文件系统。


先设想一下,假设给你一块磁盘,里面总共有100G的可用空间,你会怎么用掉这些空间呢?

当然我们都知道要先格式化,但你知道为什么要格式化么。。。。格式化之后就会建立文件系统


其实很简单,好多人都应该做过磁盘碎片整理,应该大概了解磁盘簇的概念吧,那就是格式化时干的,其实簇就是文件系统的一个组成部分。假设把磁盘存储空间想像成一张白纸,数据是要往白纸上写的字。格式化就是在纸上画好线,将纸上分成一个一个的小格子。对应到咱们硬盘上,也就是划出了很多磁盘簇,通常一个簇是2k大小。但是在硬盘上的簇会比纸上的小格子要复杂一些,因为他还有些附加的内容,里面至少还会记录着这些内容:我的上一簇在哪里,我的下一簇在哪里


好了,当你存储一个文件的时候,先要找到一块磁盘上的空间吧,我们当然希望是在磁盘上有块连续的空间,这样存储和读取效率都会很高。但是,你的文件有可能会被继续编辑吧,他有可能在某一天,会从原来的20M变成30M,但是需要增加存储空间的时候,有可能会发现,啊,20M后面那些空间没有了,被另一个文件给占用了。那怎么办,是否需要把后面的所有文件都整体后移10M呢,这种低效的工作相信你也不会干。所以呢,只需要再找一片10M的空间,然后让你前20M的最后一个簇的指向(我的下一簇在哪里)指向新找到的10M的首个簇就行了。这就是文件系统提供的能力啊


那么再来,你一定会注意到,文件系统应该知道磁盘上的每一簇的大致情况,比如哪个簇上有数据,哪个簇是空白的,对吧

这是当然的,那文件系统怎么知道呢?还记得你曾经听过的一个词么,叫作FAT,后来有FAT16,FAT32,再后来是NTFS(这些都是windows文件系统里面用到的,我没有提linux的文件系统,但是道理应该一样的),咱们就从最简单的开始说吧,FAT(File Allocation Table)翻译过来就是文件分配表,通常放在磁盘的头部。从名字上你也能大概知道他是干什么的吧。其实他就是文件系统的主要登记文件存放在哪个簇上的地方。这个FAT很重要啊,千万不能搞丢了,一旦丢了,磁盘上的文件也就找不到了(会用磁盘修复工具或土豪请人修复的除外)。你可以把FAT理解为是磁盘上存储内容的一个总目录,磁盘上的文件被删除、新增、移动等等操作,都对应的会要修改FAT里面的内容。


那么,我们再想想,这样的一个FAT有多大,能存多少内容呢,他又能管理多少磁盘簇呢。对了,他是在限制的,一个FAT16仅能管理不超过2G的磁盘空间,后来FAT32做了改进,可以管理2T的空间。NTFS又做了改进,就没有空间限制了,因为NTFS会有很多的FAT32类似的东东,不再集中放在磁盘头部了,会在很多地方都有,数量也会随着磁盘容量变化。


什么什么。。。。


FAT16仅能2G的磁盘空间。。。。还记得那个年代你买个电脑回家的时候,磁盘要分区么,也有这个原因的。


好了,我们大概回顾了一下当年的文件系统FAT,你也会大概明白文件系统的作用,有了他,我们的操作系统存储文件的时候才安心。就像是咱们新买的房子里面,放东西的时候肯定不会乱堆在地上,我们都会买些家具,让家里多些格式,这样放的东西规矩了,才会更多些,找的时候也好找。


3.硬盘的发展过程

这个比较简单,我刚学电脑那会,硬盘存储空间是论M的,后来有个存储1G的磁盘的时候,觉得牛B的不得了。

再看看现在,磁盘动不动就2T

而且,我们的服务器上还有RAID技术,也就是磁盘阵列技术,可以把一堆磁盘,格式化成一个磁盘,这样一来,存储空间就变多了。这曾经是非常牛的技术,现在当然也挺火的。


但是,你以为磁盘的发展速度够快了么,其实也是挺快的。但是数据的发展速度更快。尤其在互联网时代,真的是爆炸


再牛的硬盘和阵列,也不够存的。比如我们去年的时候,一天的数据增量是150T左右,你可以想像么。

就算你今天用几块大硬盘存上,明天再找几块大硬盘,但是你查找数据的时候呢,你做分析的时候呢。


怎么办,硬盘技术要变革么。。。。


人们是很聪明的,自然而然的就会想到,我们可以模仿磁盘阵列技术,写一个软件 ,把一大堆机器上的磁盘都统一管理起来,这样做成一个超大的虚拟磁盘可以不。哈,必须可以,那么,随着这种想法,这就是DFS的思路,所以hadoop也有了一个具体想法,他也实施了出来,那就是他的HDFS了。


所以你可以看到磁盘的发展路径


小磁盘-大磁盘-磁盘阵列-虚拟的分布式磁盘群


4.水道渠成,来看一下HDFS

既然要做一个虚拟磁盘,是不是也得像真正的磁盘存储那样子搞呢,思路相似


我们上面讲的最初的文件系统FAT,其实分布式的磁盘也是需要的啊,但名字肯定不会这么叫了,所以hadoop起了个名字:namenode


另外,普通硬盘格式化之后有磁盘簇,HDFS格式化之后是什么呢,当然也是一个个的存储小格式,名字呢,hadoop称之为datanode。


namenode肯定是存在某一台或者少数几台机器上的了,相当于整个虚拟磁盘的总目录,他会记录哪些datanode是空白的,哪些datanode上面有文件。你看,是不是和FAT很相似。但是比较烧脑的是,他现在管理的是好多台机器上的好多磁盘存储。你可以想像,在你部署的HDFS集群上面,实际是运行了一个虚拟的大磁盘,是不是好帅


了解了上面这些之后,可以看看另一篇文章,我觉得写得很不错,直接收藏在这里供参考:

http://www.cnblogs.com/laov/p/3434917.html






磁盘 文件 系统 空间 存储 时候 格式 硬盘 就是 管理 数据 分布式 技术 发展 内容 名字 机器 阵列 是在 磁盘阵列 数据库的安全要保护哪些东西 数据库安全各自的含义是什么 生产安全数据库录入 数据库的安全性及管理 数据库安全策略包含哪些 海淀数据库安全审计系统 建立农村房屋安全信息数据库 易用的数据库客户端支持安全管理 连接数据库失败ssl安全错误 数据库的锁怎样保障安全 广州百单互联网科技有限公司 科技赋能下的互联网金融 A股互联网金融科技公司 互联网和科技创新 中资互联网科技 互联网科技公司发展 上海挚品互联网科技 安徽鑫晟辉互联网科技 百单互联网科技有限公司 碳银互联网科技有限公司 四个字互联网科技公司取名 互联网科技公司的市场部门 老年人脱离互联网科技的作文 湖南洣水互联网科技有限公司扣款 互联网汽车科技小镇 烟台灵鸽互联网科技有限公司 梅州GM互联网络科技有限公司 互联网科技企业商标注意事项 科技互联网公司两年变化 现代互联网科技公司 互联网科技工作委员会主任 苏州找大状互联网科技有限公司 科技互联网项目 互联网核心科技是什么 天津摩尔互联网科技 上海万想互联网科技 撒么互联网科技公司 众安科技工业互联网合作 沐思想互联网科技有限公司 黑龙江互联网科技公司
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