Hadoop课程介绍

一、课程简介

1. Hadoop是什么？

Apache Hadoop是一款支持数据密集型分布式应用并以Apache 2.0许可协议发布的开源软件框架。它支持在商品硬件构建的大型集群上运行的应用程序。Hadoop是根据Google公司发表的MapReduce和Google档案系统的论文自行实作而成。

Hadoop框架透明地为应用提供可靠性和数据移动。它实现了名为MapReduce的编程范式：应用程序被分割成许多小部分，而每个部分都能在集群中的任意节点上执行或重新执行。此外，Hadoop还提供了分布式文件系统，用以存储所有计算节点的数据，这为整个集群带来了非常高的带宽。MapReduce和分布式文件系统的设计，使得整个框架能够自动处理节点故障。它使应用程序与成千上万的独立计算的电脑和PB级的数据。现在普遍认为整个Apache Hadoop“平台”包括Hadoop内核、MapReduce、Hadoop分布式文件系统（HDFS）以及一些相关项目，有Apache Hive和Apache HBase等等。

Hadoop的框架最核心的设计就是：HDFS和MapReduce.HDFS为海量的数据提供了存储，则MapReduce为海量的数据提供了计算。

2. Hadoop历史

Hadoop由 Apache Software Foundation 公司于 2005 年秋天作为Lucene的子项目Nutch的一部分正式引入。它受到最先由 Google Lab 开发的 Map/Reduce 和 Google File System(GFS) 的启发。

2006 年 3 月份，Map/Reduce 和 Nutch Distributed File System (NDFS) 分别被纳入称为 Hadoop 的项目中。

Hadoop 是最受欢迎的在 Internet 上对搜索关键字进行内容分类的工具，但它也可以解决许多要求极大伸缩性的问题。例如，如果您要 grep 一个 10TB 的巨型文件，会出现什么情况？在传统的系统上，这将需要很长的时间。但是 Hadoop 在设计时就考虑到这些问题，采用并行执行机制，因此能大大提高效率。

目前有很多公司开始提供基于Hadoop的商业软件、支持、服务以及培训。Cloudera是一家美国的企业软件公司，该公司在2008年开始提供基于Hadoop的软件和服务。GoGrid是一家云计算基础设施公司，在2012年，该公司与Cloudera合作加速了企业采纳基于Hadoop应用的步伐。Dataguise公司是一家数据安全公司，同样在2012年该公司推出了一款针对Hadoop的数据保护和风险评估。

3. Hadoop相关项目

• Hadoop Common：在0.20及以前的版本中，包含HDFS、MapReduce和其他项目公共内容，从0.21开始HDFS和MapReduce被分离为独立的子项目，其余内容为Hadoop Common
• HDFS：Hadoop分布式文件系统（Distributed File System）－HDFS（Hadoop Distributed File System）
• MapReduce：并行计算框架，0.20前使用org.apache.hadoop.mapred旧接口，0.20版本开始引入org.apache.hadoop.mapreduce的新API
• Apache HBase：分布式NoSQL列数据库，类似谷歌公司BigTable。
• Apache Hive：构建于hadoop之上的数据仓库，通过一种类SQL语言HiveQL为用户提供数据的归纳、查询和分析等功能。Hive最初由Facebook贡献。
• Apache Mahout：机器学习算法软件包。
• Apache Sqoop：结构化数据（如关系数据库）与Apache Hadoop之间的数据转换工具。
• Apache ZooKeeper：分布式锁设施，提供类似Google Chubby的功能，由Facebook贡献。
• Apache Avro：新的数据序列化格式与传输工具，将逐步取代Hadoop原有的IPC机制。

4. Hadoop优点

• 高可靠性。Hadoop按位存储和处理数据的能力值得人们信赖。
• 高扩展性。Hadoop是在可用的计算机集簇间分配数据并完成计算任务的，这些集簇可以方便地扩展到数以千计的节点中。
• 高效性。Hadoop能够在节点之间动态地移动数据，并保证各个节点的动态平衡，因此处理速度非常快。
• 高容错性。Hadoop能够自动保存数据的多个副本，并且能够自动将失败的任务重新分配。
• 低成本。与一体机、商用数据仓库以及QlikView、Yonghong Z-Suite等数据集市相比，hadoop是开源的，项目的软件成本因此会大大降低。

Hadoop带有用Java语言编写的框架，因此运行在 Linux 生产平台上是非常理想的。Hadoop 上的应用程序也可以使用其他语言编写，比如 C++。

5. Hadoop应用场景

美国着名科技博客GigaOM的专栏作家Derrick Harris在一篇文章中总结了10个Hadoop的应用场景：

• 在线旅游：全球80%的在线旅游网站都是在使用Cloudera公司提供的Hadoop发行版，其中SearchBI网站曾经报道过的Expedia也在其中。
• 移动数据：Cloudera运营总监称，美国有70%的智能手机数据服务背后都是由Hadoop来支撑的，也就是说，包括数据的存储以及无线运营商的数据处理等，都是在利用Hadoop技术。
• 电子商务：这一场景应该是非常确定的，eBay就是最大的实践者之一。国内的电商在Hadoop技术上也是储备颇为雄厚的。
• 能源开采：美国Chevron公司是全美第二大石油公司，他们的IT部门主管介绍了Chevron使用Hadoop的经验，他们利用Hadoop进行数据的收集和处理，其中这些数据是海洋的地震数据，以便于他们找到油矿的位置。
• 节能：另外一家能源服务商Opower也在使用Hadoop,为消费者提供节约电费的服务，其中对用户电费单进行了预测分析。
• 基础架构管理：这是一个非常基础的应用场景，用户可以用Hadoop从服务器、交换机以及其他的设备中收集并分析数据。
• 图像处理：创业公司Skybox Imaging 使用Hadoop来存储并处理图片数据，从卫星中拍摄的高清图像中探测地理变化。
• 诈骗检测：这个场景用户接触的比较少，一般金融服务或者政府机构会用到。利用Hadoop来存储所有的客户交易数据，包括一些非结构化的数据，能够帮助机构发现客户的异常活动，预防欺诈行为。
• IT安全：除企业IT基础机构的管理之外，Hadoop还可以用来处理机器生成数据以便甄别来自恶意软件或者网络中的攻击。
• 医疗保健：医疗行业也会用到Hadoop,像IBM的Watson就会使用Hadoop集群作为其服务的基础，包括语义分析等高级分析技术等。医疗机构可以利用语义分析为患者提供医护人员，并协助医生更好地为患者进行诊断。