HDFS là gì? Tìm hiểu về cấu trúc và lợi ích mà HDFS mang lại
- 31/01/2023
- LANIT JSC
HDFS là gì? Bạn có thể sẽ bắt gặp khái niệm này khi tìm hiểu về công nghệ Hadoop. Chúng ta hãy cùng nhau giải đáp và tìm hiểu chi tiết về cấu trúc và lợi ích của HDFS nhé!
1. HDFS là gì?
Chúng ta sẽ bắt đầu bằng việc giải đáp khái niệm HDFS là thế nào? Bởi chỉ khi nắm rõ định nghĩa, chúng ta mới có thể tìm hiểu và hiểu sâu hơn về nó.
HDFS viết tắt Hadoop Distributed File System. Là một hệ thống lưu trữ dữ liệu và được sử dụng bởi Hadoop. HDFS có khả năng truy cập với hiệu suất cao cho dữ liệu thuộc cụm của Hadoop.
Dữ liệu người dùng ngày càng được tạo ra nhiều hơn. Nó khiến cho các file lưu trữ dữ liệu vượt quá giới hạn lưu trữ ban đầu. Chúng ta cần tới sự trợ giúp của HDFS. Đây cũng là lý do mà hệ thống lưu trữ dữ liệu HDFS ra đời.
Ở HDFS có một ưu điểm rất tuyệt vời. Đó là khả năng chịu lỗi rất cao, giúp giảm những rủi ro và các lỗi phát sinh. Hệ thống lưu trữ này giúp phân tách các dữ liệu lớn thành các mảnh nhỏ.
Sau đó, chúng được phân tán đến các nodes khác nhau và sao chép các nodes này trên nhiều nodes khác. Giúp cho hệ thống dữ liệu được đảm bảo. Khi có một node bất kỳ nào bị lỗi, ngay lập tức sẽ có nodes khác thay thế.
2. Ưu điểm vượt trội của HDFS là gì?
Với những thông tin giới thiệu sơ bộ HDFS là gì ở trên, các bạn có thể hiểu vai trò của hệ thống lưu trữ dữ liệu Hadoop này. Tuy nhiên, để hiểu hơn và đánh giá tốt hơn về HDFS, chúng ta hãy cùng khám phá những ưu điểm nổi bật của nó nhé!
2.1 Cho phép phân tán dữ liệu
Một ưu điểm rất nổi bật có ở HDFS, đó chính là khả năng phân tán các dữ liệu thành từng mảnh nhỏ. Giả sử, một cụm dữ liệu Hadoop gồm 20 máy tính khác nhau.
Đối với các công cụ khác, mất khá nhiều thao tác để cấp thông tin đến đủ 20 máy tính đó. Với HDFS, bạn chỉ cần đưa dữ liệu vào và toàn bộ file. Nó sẽ được chia nhỏ thành từng phần và phân tán lưu trữ trên 20 máy tính khác nhau.
2.2 Có khả năng tính toán và phân tán song song
Thông thường, bạn chỉ có thể xử lý các dữ liệu trên một máy tính. Sau đó, bạn mới chia sẻ tới các máy tính được kết nối khác. Nhưng với HDFS, hệ thống cho phép bạn xử lý công việc trên nhiều máy tính cùng lúc. Nghĩa là các máy tính có thể hoạt động song song để rút ngắn tiến độ xử lý và tiết kiệm thời gian.
2.3 Cho phép nhân bản các file
HDFS có khả năng sao chép các nodes và lưu trữ ở các nodes khác nhau. Đây cũng chính là ưu điểm rất đặc biệt mà chỉ có ở HDFS. Người dùng có thể xử lý các sự cố phát sinh trong quá trình triển khai công việc. Nếu máy tính trong Hadoop bị mất dữ liệu, hệ thống sử dụng tài liệu thay thế để backup lại dễ dàng.
2.4 Dễ dàng nâng cấp theo chiều dọc
Hệ thống còn có thể nâng cấp và mở rộng bằng cách tăng cấu hình máy tính. Điều đó giúp không gian lưu trữ trở nên rộng lớn, vô hạn. Và bạn sẽ không bao giờ phải lo lắng về vấn đề quá tải với HDFS.
3. Lợi ích HDFS mang lại
Lợi ích mang lại của HDFS là gì? Đây là một vấn đề mà các bạn nhất định phải biết để vận dụng vào trong công việc của mình. Có 3 lợi ích mà hệ thống lưu trữ dữ liệu HDFS mang lại, đó là:
3.1 Giải quyết các lỗi phần cứng
Chúng ta đều biết, các lỗi ở phần cứng thường xuyên xảy ra. Điều này khiến cho quá trình xử lý các thông tin dữ liệu bị gián đoạn. Và bạn phải mất rất nhiều thời gian để tìm hiểu và khắc phục lỗi. Nhưng với HDFS, hệ thống sẽ tự động phát hiện, khôi phục và giảm thiểu các lỗi xảy ra ở phần cứng.
3.2 Phân chia các tệp dữ liệu lớn
Các tệp lớn bị quá tải và gây khó khăn trong việc quản lý và tìm hiểu các thông tin. Nhưng điều này trở nên đơn giản với các lập trình viên khi có sự trợ giúp từ HDFS. Giúp lập trình phân chia các tệp lớn thành từng dữ liệu với dung lượng nhỏ hơn.
Tất cả quá trình diễn ra tự động và hoàn toàn nằm trên hệ thống máy tính của bạn. Nhờ đó, nhà phát triển, lập trình dễ dàng quản lý và giảm thời gian truy xuất dữ liệu.
3.3 Tăng cường bảo mật và tính nhất quán cho dữ liệu
HDFS được thiết kế rất đặc biệt. Nó thích hợp với các ứng dụng xử lý dạng khối. Ở đó, các tệp dữ liệu sau khi được tạo ra trên hệ thống HDFS được ghi, đóng lại và không thể chỉnh sửa. Nhờ đó, tính bảo mật và nhất quán trong các tệp dữ liệu thông tin rất cao, rất an toàn.
4. Tìm hiểu chi tiết kiến trúc HDFS
Kiến trúc HDFS là gì? Những giải đáp và mô phỏng về sơ đồ kiến trúc của hệ thống lưu trữ dữ liệu này sẽ giúp các bạn có thể hiểu rõ hơn.
Kiến trúc của HDFS chính là master/slave. Mỗi HDFS Cluster chứa một Namenode (1 master server). Namenode này có nhiệm vụ quản lý toàn bộ hệ thống tệp tin cũng như điều chỉnh các truy cập ở các tệp tin khác.
Trong hệ thống sẽ luôn có 1 Namenode được thiết lập riêng cho các máy chủ dữ liệu. Và Namenode sẽ tạo ra nhiều datanodes. Trong hệ thống HDFS, mỗi tệp tin lớn sẽ được chia nhỏ thành nhiều khối và được lưu trữ trong một tệp chứa các datanodes.
- Namenode điều phối thao tác truy cập của máy khách thông qua daemon tên name mode chạy trên port 8021. Bởi DataNode là lưu trữ ban đầu các block của các file trên HDFS.
- Datanode báo cáo cho Namenode danh sách tất cả các block đang lưu trữ. Chạy được là do một daemon datanode trên port 8022 theo định kỳ.
Dưới đây là sơ đồ kiến trúc HDFS được mô phỏng chi tiết.
5. Ví dụ thực tế khi ứng dụng HDFS
Với những ưu điểm và lợi ích mang lại, HDFS ngày càng được ứng dụng phổ biến rộng rãi. Một trong những ví dụ điển hình nhất về ứng dụng HDFS đó chính là trên nền tảng Yahoo. Một trong những ứng dụng mạng xã hội đầu tiên của thế kỷ 21.
Hệ thống phân tệp tiếp nhận và xử lý các yêu cầu về vị trí quảng cáo trực tuyến và công cụ tìm kiếm. Điều này giúp người dùng có thể truy cập và lưu trữ dữ liệu một cách tiện ích.
Ngày nay, các nền tảng lớn như Facebook, Twitter, EBay hay Linkedln đều sử dụng HDFS. Nhờ có nó để phân tích hệ thống dữ liệu khổng lồ của mình. HDFS còn xử lý, chuyển đổi hình ảnh, phân tích lịch sử, phân tích các tỷ lệ,…
- Đối với các công ty điện lực: HDFS giúp phân tích dữ liệu để phát hiện lỗi trên hệ thống giúp khắc phục kịp thời.
- Đối với lĩnh vực tiếp thị: Giúp các nhà tiếp thị thu thập thông tin của khách hàng thông qua các tương tác trực tiếp, phản hồi từ mạng xã hội,…
- Đối với các công ty dầu khí: HDFS cung cấp các nền tảng để phân tích các dữ liệu định dạng video, dữ liệu cảm biến máy móc,…
Trên đây, chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu, giải đáp HDFS là gì? Các bạn cũng đã hiểu cấu trúc và những lợi ích mà HDFS mang lại trong mọi mặt của đời sống. Hy vọng những chia sẻ trên sẽ bổ ích với các bạn để có những ứng dụng tốt nhất về hệ thống lưu trữ dữ liệu Hadoop này.
