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