తెలుగు

హడూప్ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ (HDFS) ఆర్కిటెక్చర్'కు సమగ్ర మార్గదర్శి. ఇది దాని భాగాలు, కార్యాచరణ, ప్రయోజనాలు మరియు భారీ-స్థాయి డేటా నిల్వ మరియు ప్రాసెసింగ్ కోసం ఉత్తమ పద్ధతులను విశ్లేషిస్తుంది.

HDFS ఆర్కిటెక్చర్'ను అర్థం చేసుకోవడం: డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్స్'లో ఒక లోతైన విశ్లేషణ

నేటి డేటా-ఆధారిత ప్రపంచంలో, విస్తారమైన సమాచారాన్ని నిల్వచేసి, ప్రాసెస్ చేయగల సామర్థ్యం అన్ని పరిమాణాల సంస్థలకు కీలకం. హడూప్ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ (HDFS) బిగ్ డేటాను నిర్వహించడానికి మరియు విశ్లేషించడానికి ఒక మూలస్తంభ సాంకేతికతగా ఉద్భవించింది. ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్ HDFS ఆర్కిటెక్చర్, దాని ముఖ్య భాగాలు, కార్యాచరణ మరియు ప్రయోజనాలపై సమగ్ర అవలోకనాన్ని అందిస్తుంది, ఇది ప్రారంభకులకు మరియు అనుభవజ్ఞులైన నిపుణులకు అంతర్దృష్టులను అందిస్తుంది.

డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ అంటే ఏమిటి?

HDFS లోకి వెళ్లే ముందు, డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ అంటే ఏమిటో నిర్వచిద్దాం. డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ అనేది నెట్వర్క్'లోని బహుళ హోస్ట్‌ల నుండి ఫైల్‌లను యాక్సెస్ చేయడానికి అనుమతించే ఒక ఫైల్ సిస్టమ్. ఇది ఒక షేర్డ్ స్టోరేజ్ ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్'ను అందిస్తుంది, ఇక్కడ డేటా బహుళ మెషీన్లలో నిల్వ చేయబడి, ఒకే లోకల్ డిస్క్'లో ఉన్నట్లుగా యాక్సెస్ చేయబడుతుంది. ఈ విధానం అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది, వాటిలో కొన్ని:

హడూప్ మరియు HDFS పరిచయం

హడూప్ అనేది ఒక ఓపెన్-సోర్స్ ఫ్రేమ్‌వర్క్, ఇది కంప్యూటర్ల క్లస్టర్లలో పెద్ద డేటాసెట్‌ల డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ప్రాసెసింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది. HDFS అనేది హడూప్ అప్లికేషన్‌లు ఉపయోగించే ప్రాథమిక నిల్వ వ్యవస్థ. ఇది చాలా పెద్ద ఫైల్‌లను (సాధారణంగా టెరాబైట్ నుండి పెటాబైట్ పరిధిలో) కమోడిటీ హార్డ్‌వేర్ క్లస్టర్‌లో విశ్వసనీయంగా మరియు సమర్థవంతంగా నిల్వ చేయడానికి రూపొందించబడింది.

HDFS ఆర్కిటెక్చర్: ముఖ్య భాగాలు

HDFS ఒక మాస్టర్-స్లేవ్ ఆర్కిటెక్చర్'ను అనుసరిస్తుంది, ఇందులో క్రింది ముఖ్య భాగాలు ఉంటాయి:

1. నేమ్'నోడ్

నేమ్'నోడ్ HDFS క్లస్టర్‌లోని మాస్టర్ నోడ్. ఇది క్రింది బాధ్యతలను నిర్వహిస్తుంది:

నేమ్'నోడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ మెటాడేటాను రెండు కీలక ఫైళ్లలో నిల్వ చేస్తుంది:

స్టార్టప్ అయినప్పుడు, నేమ్'నోడ్ FsImageను మెమరీలోకి లోడ్ చేస్తుంది మరియు ఫైల్ సిస్టమ్ మెటాడేటాను అప్-టు-డేట్ చేయడానికి EditLogను రీప్లే చేస్తుంది. HDFS క్లస్టర్‌లో నేమ్'నోడ్ ఒకే వైఫల్య స్థానం (single point of failure). నేమ్'నోడ్ విఫలమైతే, మొత్తం ఫైల్ సిస్టమ్ అందుబాటులో ఉండదు. ఈ ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి, HDFS నేమ్'నోడ్ అధిక లభ్యత (high availability) కోసం ఎంపికలను అందిస్తుంది, అవి:

2. డేటా'నోడ్లు

డేటా'నోడ్లు HDFS క్లస్టర్‌లోని స్లేవ్ నోడ్లు. అవి క్రింది బాధ్యతలను నిర్వహిస్తాయి:

డేటా'నోడ్లు కమోడిటీ హార్డ్‌వేర్‌గా రూపొందించబడ్డాయి, అంటే అవి సాపేక్షంగా చవకైనవి మరియు విఫలమైతే సులభంగా భర్తీ చేయవచ్చు. HDFS బహుళ డేటా'నోడ్లలో డేటా బ్లాక్‌లను రెప్లికేట్ చేయడం ద్వారా ఫాల్ట్ టాలరెన్స్‌ను సాధిస్తుంది.

3. బ్లాక్‌లు

బ్లాక్ అనేది HDFS నిల్వ చేయగల డేటా యొక్క అతి చిన్న యూనిట్. ఒక ఫైల్‌ను HDFSలో నిల్వ చేసినప్పుడు, అది బ్లాక్‌లుగా విభజించబడుతుంది మరియు ప్రతి బ్లాక్ ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ డేటా'నోడ్లలో నిల్వ చేయబడుతుంది. HDFSలో డిఫాల్ట్ బ్లాక్ పరిమాణం సాధారణంగా 128MB, కానీ అప్లికేషన్ యొక్క అవసరాలను బట్టి దీనిని కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు.

పెద్ద బ్లాక్ పరిమాణాన్ని ఉపయోగించడం అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:

4. రెప్లికేషన్

రెప్లికేషన్ అనేది HDFS యొక్క కీలక లక్షణం, ఇది ఫాల్ట్ టాలరెన్స్‌ను అందిస్తుంది. ప్రతి డేటా బ్లాక్ బహుళ డేటా'నోడ్లలో రెప్లికేట్ చేయబడుతుంది. డిఫాల్ట్ రెప్లికేషన్ ఫ్యాక్టర్ సాధారణంగా 3, అంటే ప్రతి బ్లాక్ మూడు వేర్వేరు డేటా'నోడ్లలో నిల్వ చేయబడుతుంది.

ఒక డేటా'నోడ్ విఫలమైనప్పుడు, నేమ్'నోడ్ వైఫల్యాన్ని గుర్తించి, తప్పిపోయిన బ్లాక్‌ల యొక్క కొత్త రెప్లికాలను సృష్టించమని ఇతర డేటా'నోడ్లకు ఆదేశిస్తుంది. కొన్ని డేటా'నోడ్లు విఫలమైనా డేటా అందుబాటులో ఉండేలా ఇది నిర్ధారిస్తుంది.

అప్లికేషన్ యొక్క విశ్వసనీయత అవసరాలను బట్టి రెప్లికేషన్ ఫ్యాక్టర్‌ను కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు. అధిక రెప్లికేషన్ ఫ్యాక్టర్ మెరుగైన ఫాల్ట్ టాలరెన్స్‌ను అందిస్తుంది కానీ నిల్వ ఖర్చులను కూడా పెంచుతుంది.

HDFS డేటా ఫ్లో

HDFSలో డేటా ఫ్లోను అర్థం చేసుకోవడం, డేటా ఫైల్ సిస్టమ్‌కు ఎలా చదవబడుతుందో మరియు వ్రాయబడుతుందో గ్రహించడానికి అవసరం.

1. HDFS'కు డేటా వ్రాయడం

  1. క్లయింట్ ఒక కొత్త ఫైల్‌ను సృష్టించమని నేమ్'నోడ్‌కు అభ్యర్థన పంపుతుంది.
  2. నేమ్'నోడ్ క్లయింట్‌కు ఫైల్‌ను సృష్టించడానికి అనుమతి ఉందో లేదో మరియు అదే పేరుతో ఫైల్ ఇప్పటికే ఉందో లేదో తనిఖీ చేస్తుంది.
  3. తనిఖీలు పాస్ అయితే, నేమ్'నోడ్ ఫైల్ సిస్టమ్ నేమ్'స్పేస్‌లో ఫైల్ కోసం కొత్త ఎంట్రీని సృష్టిస్తుంది మరియు ఫైల్ యొక్క మొదటి బ్లాక్‌ను నిల్వ చేయాల్సిన డేటా'నోడ్ల చిరునామాలను తిరిగి ఇస్తుంది.
  4. క్లయింట్ డేటా యొక్క మొదటి బ్లాక్‌ను జాబితాలోని మొదటి డేటా'నోడ్‌కు వ్రాస్తుంది. అప్పుడు మొదటి డేటా'నోడ్ రెప్లికేషన్ పైప్‌లైన్‌లోని ఇతర డేటా'నోడ్లకు బ్లాక్‌ను రెప్లికేట్ చేస్తుంది.
  5. బ్లాక్ అన్ని డేటా'నోడ్లకు వ్రాయబడిన తర్వాత, క్లయింట్ ఒక అక్నాలెడ్జ్‌మెంట్'ను అందుకుంటుంది.
  6. మొత్తం ఫైల్ వ్రాయబడే వరకు క్లయింట్ ప్రతి తదుపరి డేటా బ్లాక్ కోసం 3-5 దశలను పునరావృతం చేస్తుంది.
  7. చివరగా, క్లయింట్ ఫైల్ పూర్తిగా వ్రాయబడిందని నేమ్'నోడ్‌కు తెలియజేస్తుంది.

2. HDFS నుండి డేటాను చదవడం

  1. క్లయింట్ ఒక ఫైల్‌ను తెరవమని నేమ్'నోడ్‌కు అభ్యర్థన పంపుతుంది.
  2. నేమ్'నోడ్ క్లయింట్‌కు ఫైల్‌ను యాక్సెస్ చేయడానికి అనుమతి ఉందో లేదో తనిఖీ చేస్తుంది మరియు ఫైల్ యొక్క బ్లాక్‌లను నిల్వ చేసే డేటా'నోడ్ల చిరునామాలను తిరిగి ఇస్తుంది.
  3. క్లయింట్ డేటా'నోడ్లకు కనెక్ట్ అవుతుంది మరియు డేటా బ్లాక్‌లను సమాంతరంగా చదువుతుంది.
  4. క్లయింట్ బ్లాక్‌లను పూర్తి ఫైల్‌గా సమీకరిస్తుంది.

HDFS ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు

HDFS పెద్ద-స్థాయి డేటాతో వ్యవహరించే సంస్థలకు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:

HDFS వినియోగ సందర్భాలు

HDFS వివిధ పరిశ్రమలలో మరియు అప్లికేషన్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, వాటిలో కొన్ని:

HDFS పరిమితులు

HDFS గణనీయమైన ప్రయోజనాలను అందించినప్పటికీ, దానికి కొన్ని పరిమితులు కూడా ఉన్నాయి:

HDFS'కు ప్రత్యామ్నాయాలు

బిగ్ డేటా నిల్వ కోసం HDFS ఒక ప్రజాదరణ పొందిన ఎంపికగా ఉన్నప్పటికీ, అనేక ప్రత్యామ్నాయ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్‌లు అందుబాటులో ఉన్నాయి, వాటిలో కొన్ని:

ఏ ఫైల్ సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించాలనే ఎంపిక అప్లికేషన్ యొక్క నిర్దిష్ట అవసరాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అవి స్కేలబిలిటీ, పనితీరు, ఖర్చు, మరియు ఇతర టూల్స్ మరియు సర్వీస్‌లతో ఇంటిగ్రేషన్.

HDFS విస్తరణ మరియు నిర్వహణ కోసం ఉత్తమ పద్ధతులు

మీ HDFS క్లస్టర్ యొక్క సరైన పనితీరు మరియు విశ్వసనీయతను నిర్ధారించడానికి, క్రింది ఉత్తమ పద్ధతులను పరిగణించండి:

ముగింపు

HDFS అనేది ఒక శక్తివంతమైన మరియు బహుముఖ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్, ఇది బిగ్ డేటాను నిర్వహించడంలో మరియు ప్రాసెస్ చేయడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. దాని ఆర్కిటెక్చర్, భాగాలు మరియు డేటా ఫ్లోను అర్థం చేసుకోవడం స్కేలబుల్ మరియు విశ్వసనీయ డేటా ప్రాసెసింగ్ పైప్‌లైన్‌లను నిర్మించడానికి మరియు నిర్వహించడానికి అవసరం. ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్‌లో వివరించిన ఉత్తమ పద్ధతులను అనుసరించడం ద్వారా, మీ HDFS క్లస్టర్ సరైన పనితీరును కనబరుస్తోందని మరియు మీ సంస్థ యొక్క అవసరాలను తీరుస్తోందని మీరు నిర్ధారించుకోవచ్చు.

మీరు డేటా సైంటిస్ట్ అయినా, సాఫ్ట్‌వేర్ ఇంజనీర్ అయినా, లేదా ఐటి ప్రొఫెషనల్ అయినా, HDFS పై గట్టి అవగాహన నేటి డేటా-ఆధారిత ప్రపంచంలో ఒక అమూల్యమైన ఆస్తి. ఈ పోస్ట్ అంతటా పేర్కొన్న వనరులను అన్వేషించండి మరియు ఈ అవసరమైన సాంకేతికత గురించి నేర్చుకోవడం కొనసాగించండి. డేటా పరిమాణం పెరుగుతూనే ఉన్నందున, HDFS మరియు ఇలాంటి డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైల్ సిస్టమ్‌ల ప్రాముఖ్యత మరింత పెరుగుతుంది.

మరింత చదవడానికి