hadoop(hdfs)常见面试题

1、谈谈什么是Hadoop?

Hadoop是一个开源软件框架,用于存储大量数据,并发计算/查询节点的集群上的数据。
  Hadoop包括以下内容:
    HDFS(Hadoop Distributed File System):Hadoop分布式文件存储系统。
    MapReduce:分布式计算框架。它以分布式和并行的方式处理大量的数据。
    YARN(资源定位器):用于管理和调度集群资源的框架。

2、谈谈 hadoop1 和 hadoop2 的区别?

 hadoop1.x:由Common(公共模块辅助工具)、HDFS(分布式数据存储)、
 	MapReduce(分布式计算+资源调度)组成
 hadoop2.x:由Common(公共模块辅助工具)、HDFS(分布式数据存储)、MapReduce(分布式计算)、
 	YARN(统一资源调度)组成

3、什么是HDFS文件系统?

HDFS是大数据开源框架hadoop的组件之一,全称(Hadoop Distributed File System),它是一个分布式
文件系统,由多台服务器联合起来实现文件存储功能,通过目录树来定位文件,集群中的服务器都有有各自的角色。

4、HDFS文件系统有什么特点?

  1.数据通过副本存储,提高容错性
  2.能够处理PB级及以上数据,可处理百万级文件数量
  3.节约成本,可分布在“廉价”机器上
  4.不适合低延时数据访问
  5.不适合对大量文件的存储和访问
  6.单线程操作文件不能多用户执行写操作,并且不支持文件随机修改

5、HDFS默认数据块得大小是多少?为什么?

 HDFS目前默认块大小在Hadoop2.x版本中是128M,老版本中是64M,
  因为目前磁盘的传输率约为100M/s,而HDFS读取文件时最佳的寻址
  时间为10ms,寻址时间为传输时间的百分之1时最佳,所以定义块
  大小为128M,1秒左右可以快速读取完毕;本质上HDFS的块大小取决于
  磁盘的传输速率。

6、为什么HDFS不支持存储小文件?

  1)存储大量小文件会占用NameNode大量的内存和磁盘来存储文件目录和块信息。是不可取的,
  因为NameNode的内存是有限的;
  2)读取小文件时寻址时间会超过读取时间,不合理,违反了HDFS的设计目标.

7、 简单描述hdfs文件的读取流程?

说说hdfs的文件上传的流程
    1.首先客户端通过Distributed FileSystem模块向NameNode请求上传文件,NameNode检查目标文件
    是否已存在,父目录是否存在。
    2.NameNode返回是否可以上传。
    3.如果文件大于128M则分块存储,客户端请求第一个 Block上传到哪几个DataNode服务器上。
    4.NameNode根据副本储存策略返回3个DataNode节点,假如为dn1、dn2、dn3。
    5.客户端通过FSDataOutputStream模块请求dn1上传数据,dn1收到请求调用dn2,dn2调用dn3,建立
    通信管道完成,dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
    6.客户端以Packet为单位往dn1上传第一个Block数据,dn1收到Packet就会传给dn2,dn2传给dn3;
    dn1,dn2,dn3每接收packet会放入一个待写队列等待写入数据,落盘。
    7.当一个Block传输完成之后,客户端再次请求NameNode上传第二个Block的服务器,重复执行3-6步。

说说文件的下载流程
    1.客户端通过Distributed FileSystem向NameNode请求下载文件,NameNode通过查询元数据,
    找到文件块所在的DataNode地址。
    2.挑选一台DataNode(就近原则,然后随机)服务器,请求读取数据。
    3.DataNode开始传输数据给客户端(从磁盘里面读取数据输入流,以Packet为单位来做校验)。
    4.客户端以Packet为单位接收,先在本地缓存,然后写入目标文件。

8、我们在上传文件的时候namenode如何选取的datanode存储副本?有什么优势?

  HDFS的放置策略是将一个副本放置在本地机架中的一个节点上,将另一个副本放置在本地机架中的另一个节点上,
  最后一个副本放置在不同机架中的另一个节点上(一个副本在Client所处的节点上。如果客户端在集群外,
  随机选一个,第二个副本和第一个副本位于相同机架,随机节点,第三个副本位于不同机架,随机节点)。

  优点:该策略减少了机架间的写流量,通常可以提高写性能。机架故障的机会远小于节点故障的机会。
  此策略不会影响数据的可靠性和可用性保证

9、描述一下Namenode和secondarynamenode的工作机制

1. NameNode启动和工作内容
    1.1第一次启动NameNode格式化后,创建Fsimage和Edits文件。如果不是第一次启动,会加载编辑日志
    和镜像文件到内存。
    1.2客户端对元数据进行增删改的请求。
    1.3NameNode记录操作日志,更新滚动日志。
    1.4NameNode在内存中对元数据进行增删改。
2. Secondary NameNode工作内容
    2.1 2NN询问NN是否需要CheckPoint(合并镜像和编辑日志),并带回NameNode是否执行结果。
    2.2 2NN请求执行CheckPoint
    2.3 NN滚动正在写的Edits编辑日志。
    2.4 将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到2NN。
    2.5 2NN加载编辑日志和镜像文件到内存,并执行合并,生成新的镜像文件fsimage.chkpoint。
    2.6 2NN拷贝fsimage.chkpoint到NN。
    2.7 NN将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage,替换之间旧的fsimage

10、fsimage和edits文件分别指的是什么?存的是什么?

fsimage:HDFS文件系统元数据的镜像文件,其中包含HDFS文件系统的所有目录和文件inode及相关属性的序列化
信息。
edits:用户操作的编辑日志文件,存放HDFS文件系统的所有更新操作的动作,文件所有写操作会被记录到Edits
文件中。

11、默认情况下进行ckeckpoint(合并镜像及编辑日志)的触发条件是什么?

默认情况下,2NN每隔一小时执行一次checkpoint
默认情况下,一分钟检查一次Edits文件的操作次数,当操作次数达到1百万时,2NN执行一次checkpoint。

12、工作中假如你的namenode发生故障,导致namenode中的元数据丢失,如何恢复数据?

方法一:将2NN所在服务器元数据存储目录namesecondary中数据拷贝到NameNode存储元数据的name目录下,
重新开启服务即可。
方法二:使用-importCheckpoint选项启动NameNode守护进程,将2NN所在服务器元数据存储目录
namesecondary拷贝到NameNode所在服务器的同级目录下,导入检查点数据,重新开启服务即可。
  1.修改hdfs-site.xml中的
  


	  <property>
      <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
      <value>120</value>
    </property>

    <property>
      <name>dfs.namenode.name.dir</name>
      <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name</value>
    </property>

  导入检查点数据:hdfs namenode -importCheckpoint

   注意:恢复后会丢失最后一次Edits文件记录的用户操作

13、什么情况下集群会进入安全模式?安全模式下集群有有什么限制?如何查看、进入、退出、等待安全模式

1.NameNode启动时,会将镜像文件(Fsimage)和编辑日志(Edits)加载到内存。一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映像,则创建一个新的Fsimage文件和一个空的编辑日志。此时,NameNode开始监听DataNode请求。这个过程期间,NameNode处于安全模式。当数据块的副本数不满足(dfs.replication.min=1)最小副本数时,不会主动退出安全模式;
2.安全模式下:NameNode的文件系统对于客户端来说是只读的。
3.1)bin/hdfs dfsadmin -safemode get (功能描述:查看安全模式状态)
   (2)bin/hdfs dfsadmin -safemode enter (功能描述:进入安全模式状态)
   (3)bin/hdfs dfsadmin -safemode leave (功能描述:离开安全模式状态)
   (4)bin/hdfs dfsadmin -safemode wait (功能描述:等待安全模式状态)
注意:集群正常启动完成后,自动退出安全模式,如果无法正常退出可使用hdfs dfsadmin -safemode leave
退出安全模式;对于全新创建的HDFS集群,NameNode启动后不会进入安全模式,因为没有Block信息。

14.启动集群时,我们要对namenode进行格式化操作?为什么只能格式化一次

因为格式化NameNode,就会产生新的集群id,导致NameNode和DataNode的集群id不一致,集群找不到已往数据(现象datanode无法正常启动);所以,重新格式化NameNode时,一定要先删除data数据和log日志,然后再格式化NameNode,后再启动集群

15.公司现在有4台服务器hadoop1、hadoop2、hadoop3、hadoop4 4台服务器,hadoop2和hadoop4配置相对较好,根据现有配置设计一个集群,并简单说说基本的配置流程?


  hadoop1      		hadoop2      	hadoop3     		hadoop4
   datanode       	datanode     	datanode       	datanode
   nodemanager     	nodemanager   		nodemanager    	nodemanager
          		namenode              			resourcemanager

16.启动集群的相关命令有哪些?

  1. 启动集群之前一定要格式化(/opt/module/hadoop-2.7.2)
bin/hdfs namenode -format ( has been successfully formatted

  1. 启动HDFS服务
启动namenode
 sbin/hadoop-daemon.sh start|stop namenode
启动datanode
 sbin/hadoop-daemon.sh start|stop datanode
检查namenode的web页面是否可以访问
 http://192.168.232.201:50070
  1. 启动YARN服务
启动resourcemanager
  sbin/yarn-daemon.sh start|stop resourcemanager
启动nodemanager
  sbin/yarn-daemon.sh start|stop nodemanager
检查yarn的web页面:
	http://192.168.232.201:8088
  1. 开启历史服务
sbin/mr-jobhistory-daemon.sh start|stop historyserver

  1. 实现了集群的群停和群起
群起群停HDFS服务进程(在namenode所在的服务器上)
 	配置etc/hadoop/slaves (相对于hadoop-2.7.2)
 	 群起的命令:start-dfs.sh
 	 群停的命令:stop-dfs.sh
群起群停YARN服务进程(在resourcemanager所在的服务器上)
	配置etc/hadoop/slaves (相对于hadoop-2.7.2)
	 群起的命令:start-yarn.sh
	 群停的命令:stop-yarn.sh
stop-all.sh | start-all.sh

17.HDFS文件操作的命令有哪些?

hadoop fs | hdfs dfs 命令分类
  本地文件 -> HDFS
      -put 将本地数据上传至hdfs
      -copyFromLocal 将本地文件数据拷贝到hdfs
      -moveFromLocal 将本地文件数据移动到hdfs,成功后本地数据会删除
      -appendToFile 追加一个文件到已经存在的文件末尾
  HDFS与HDFS之间
      -ls 查看hdfs文件目录
      -mkdir 在HDFS上创建目录
      -rm 删除文件或者文件夹
      -rmr | -rm -r 递归删除
      -cp 从一个目录拷贝文件至另一目录
      -mv 在HDFS目录中移动文件
      -chown 修改文件所属用户权限
      -chmod 修改文件所属读写权限
      -du -h 文件夹暂用的空间大小
      -df -h 查看系统分区情况
      -cat 查看文件
  HFDS -> 本地
      -get 从hdfs下载文件至本地
      -getmerge 合并hdfs目录下的文件至本地
      -copyToLocal 从hdfs拷贝文件至本地
  其他
      -setrep 设置文件副本数(注意:具体的副本数得看DataNode的数量)
      -help 帮助命令

18.配置集群过程中如果发现各台服务器的datanode启动后,过一段时间自动消失了,
查看原因发现datanode的集群clusterID=CID-9a578a40-2089-492b-9599-54dadbcd9849
而namenode的clusterID=CID-0b798a40-2089-492b-9599-54dadbcd9849,这时如果需要让集群正常工作,如何处理?

 原因:这是因为多次格式化namenode后造成,datanode和namenode的集群id不一致,导致的,
    方案一:如何集群没有任何数据,可以删除个服务器的data logs目录重新格式化,重新启动集群
    方案二:如果集群中已经存在大量数据,则找到无法启动datanode的服务器进入到data/tmp/dfs/data 
    目录下找到VERSION文件删除后,重新开启datanode服务

19. 请列出正常工作的Hadoop 集群中Hadoop 都分别需要启动哪些进程,它们的作用分别是什么? 请尽量列的详细一些?

 namenode:
    负责接受客户端读写数据请求
    负责数据块副本的存储策略
    负责管理快数据的映射关系
    储存元数据信息

  datanode:
    存储实际的数据块
    真实处理数据块的读/写操作

  Secondary NameNode:
    辅助后台程序,与NameNode进行通信,定期合并FSimage和Edits编辑日志,合并为最新的镜像文件。
    保存HDFS元数据的快照。

  resourcemanager:统一资源调度和管理器
    处理客户端请求
    监控NodeManager
    启动或监控ApplicationMaster
    资源的分配与调度

  nodemanager:提供计算资源
    管理单个节点上的资源
    处理来自ResourceManager的命令
    处理来自ApplicationMaster的命令

20. 现在为了满足公司业务需求,在原有hadoop集群的基础之上要求扩展两个节点(也可以说扩展两台服务器),该如何操作?

   1.从现有集群的任意服务器克隆两台服务器,修改主机名和ip地址
  2.删除集群hadoop-2.7.2目录下的data logs目录
  3.修改/etc/hosts文件,添加本机的主机、ip映射关系
  4.将/etc/hosts分发到其他服务器
  5.配置免密登录
  6.启动datanode和nodemanager

21. 公司现有100台服务器组成的集群,由于疫情期间业务骤减,现需要减少10台服务器,如何退役这些节点?有哪几种方式退役节点?

 本业务场景适合使用黑名单退役节点:
  步骤:
    1.可以在hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建黑名单dfs.hosts.exclude文件
    2.在dfs.hosts.exclude文件中添加要退役的服务器名称
    3.在hdfs-site.xml文件中添加黑名单那的配置项
      <property>
        <name>dfs.hosts.exclude</name>
        <value>黑名单文件绝对路径</value>
      </property>
    4.刷新NameNode、刷新ResourceManager
      hdfs dfsadmin -refreshNodes
      yarn rmadmin -refreshNodes

  退役的方式:
    黑名单:在黑名单上面的主机都会被强制退出。
    白名单:添加到白名单的主机节点,都允许访问NameNode,不在白名单的主机节点,都会被强制退出。
    注意:黑名单和白名单最好不要同时出现,如果同时出现不允许白名单和黑名单中同时出现同一个主机名称。

22. 刷新namenode的命令是什么? 刷新resourcemanager的命令是什么?

刷新NameNode、刷新ResourceManager
  hdfs dfsadmin -refreshNodes
  yarn rmadmin -refreshNodes

22. namenode是怎么确定datanode能够正常工作的?他们之间是怎么保持联系的?

 datanode会先向namdnode注册,namdnode返回注册成功;后每一小时datanode向namenode上传块信息,
 每3秒datanode向namenode发送一次心跳包,并携带namenode给datanode的命令,默认情况下如果超过
 1030秒namenode没有收到datanode的心跳,则任务datanode掉线
 
 dn和nn是通过心跳包来保持联系的

23、简要描述如何安装配置apache 的一个开源Hadoop,只描述即可,无需列出具体步骤,列出具体步骤更好?

1、准备服务器修改ip和主机名(虚拟机需要)、创建用户和软件安装目录
2、安装JDK并配置环境变量(/etc/profile);
3、关闭防火墙;
4、配置hosts文件,方便hadoop通过主机名访问(/etc/hosts);
5、设置ssh免密码登录;
6、解压缩hadoop安装包,并配置环境变量;
7、修改配置文件hadoop-env.sh、yarn-env.sh、mapred-env.sh、 core-site.xml 
hdfs-site.xml mapred-site.xml yarn-site.xml;
8、格式化hdfs文件系统(hadoop namenode -format);
9、启动hadoop:start-def.sh、start-yarn.sh
10、使用jps查看进程。

24. 简述Hadoop 的几个默认端口及其含义?

dfs.namenode.http-address:50070
SecondaryNameNode辅助名称节点端口号:50090
fs.defaultFS:9000
yarn.resourcemanager.webapp.address:8088
historyserver:19888

25 hadoop集群可以运行的3个模式是什么?

 本地运行模式、伪分布式运行模式、完全分布式运行模式

26 搭建完全分布式集群有哪些注意点?

完全分布式集群通常被用于生产环境,这里我们使用N台主机组成一个Hadoop集群,
Hadoop守护进程运行在每台主机之上。这里会存在Namenode运行的主机,Datanode
运行的主机,以及task tracker运行的主机。在完全分布式环境下,主节点和从节点会分开。

27 通常情况下我们搭建集群时,需要自定义一些参数,需要修改哪些配置文件,列出文件名即可?

 修改配置文件hadoop-env.sh、yarn-env.sh、mapred-env.sh、 core-site.xml 
 hdfs-site.xml mapred-site.xml

28 jps命令的作用?

jps这个命令是是jdk提供的一个查看当前java进程的小工具,在hadoop中可以用来查看集群相关
服务进程是否正常开启例如:namenode、datanode、secondarynamenode、resourcemanager、
nodemanager等

29 datanode可以设置多目录存储数据吗?怎么实现?

 DataNode也可以配置成多个目录,并且每个目录存储的数据不一样。
  编辑hdfs-site.xml文件,添加如下配置项,这里块数据会分布存储在data1和data2目录中
    <property>
      <name>dfs.datanode.data.dir</name>
      <value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data2</value>
    </property>

30 是否可以在Windows上运行Hadoop?

你最好不要这么做,Red Hat Linux或者是Ubuntu才是Hadoop的最佳操作系统。在Hadoop安装中,
Windows通常不会被使用,因为会出现各种各样的问题。因此,Windows绝对不是Hadoop的推荐系统。

31 hadoop有哪些发行版?

hadoop三大发行版本:Apache、Cloudera、Hortonworks。
  Apache版本最原始(最基础)的版本。
  Cloudera在大型互联网企业中用的较多。
  Hortonworks文档较好。

32 是否可以在不同集群之间复制文件? 如果是的话,怎么能做到这一点? (新特性)

采用distcp命令实现两个Hadoop集群之间的递归数据复制
 例如:将集群hadoop102上的文件复制到hadoop103上
 hadoop distcp  hdfs://haoop102:9000/user/jinghang/hello.txt hdfs://hadoop103:9000/user/jinghang/hello.txt

33 你们公司用的hadoop的哪个版本?运行Hadoop需要什么平台和哪个Java版本?

hadoop 2.x比较多,因为企业开发追求的是稳定性,也有历史兼容问题,比如hadoop 3.x需要jdk8以上,
但是如果整个方案都是之前的java版本,那么比较保守的办法就是用原来的。
企业开发的原则就是如果没有问题,就不用新版的。但是以后的趋势肯定是3.0会流行,只是一个时间的问题。
如果你是从0开始,没有包袱,那么用3.0好了,越旧的软件,维护的成本越大。

  需要Linux操作平台,jdk8及以上版本

34 当两个用户尝试访问HDFS中的同一文件并修改时会发生什么?

HDFS上的文件只支持单用户操做,因此只有第一个用户能够操作文件,第二个用户会被拒绝

35、关于ssh协议中的免登录,下列理解错误的是( D )

A. 可以用命令 ssh-keygen -t rsa 生成公钥、私钥对

B. ssh协议是一种采用的是非对称加密往往采用rsa加密算法

C. 可以用 ssh-copy-id 命令来发送公钥到别的服务器,实现免密登录

D. ssh的私钥不是必须保留在服务器上,可以进行分发,可以保证数据的安全性。

36、下列描述错误的是( A )

A. Hadoop在完全参照GSF项目的基础上演变而来

B. Hadoop充分吸收google三大论文的思想

C. Hadoop解决了大数据中海量数据的存储和海量数据的计算问题

D. Hadoop现目前属于apache 基金组织,属于top项目之一

37、下面描述正确的是( A )

A. NameNode是一个中心服务器(master端),负责管理文件元数据的存储、以及客户端对文件的访问等

B. DataNode负责元数据操作,文件内容相关的数据流经过会DataNode.

C. 副本存放在哪些DataNode上由NameNode和DataNode协商任意分配

D. DataNode全权自主管理数块的存储,接受心跳信号和块状态报告

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