Hbase原理架构与安装部署教程

Posted 2021-03-10

1. HBase是什么

1.1 HBase的概念

• HBase基于Google的BigTable论文，是建立的==HDFS==之上，提供高可靠性、高性能、列存储、可伸缩、实时读写的分布式数据库系统。
• 在需要==实时读写随机访问==超大规模数据集时，可以使用HBase。

1.2 HBase的特点

• ==海量存储==
  • 可以存储大批量的数据
• ==列式存储==
  • HBase表的数据是基于列族进行存储的，列族是在列的方向上的划分。
• ==极易扩展==
  • 底层依赖HDFS，当磁盘空间不足的时候，只需要动态增加datanode节点就可以了
  • 可以通过增加服务器来对集群的存储进行扩容
• ==高并发==
  • 支持高并发的读写请求
• ==稀疏==
  • 稀疏主要是针对HBase列的灵活性，在列族中，你可以指定任意多的列，在列数据为空的情况下，是不会占用存储空间的。
• ==数据的多版本==
  • HBase表中的数据可以有多个版本值，默认情况下是根据版本号去区分，版本号就是插入数据的时间戳
• ==数据类型单一==
  • 所有的数据在HBase中是以==字节数组==进行存储

2、Hbase整天架构

2.1 Client客户端

• Client是操作HBase集群的入口
  • 对于管理类的操作，如表的增、删、改操纵，Client通过RPC与HMaster通信完成
  • 对于表数据的读写操作，Client通过RPC与RegionServer交互，读写数据
• Client类型：
  • HBase shell
  • Java编程接口
  • Thrift、Avro、Rest等等

2.2 ZooKeeper集群

• 作用

  • 实现了HMaster的高可用，多HMaster间进行主备选举

  • 保存了HBase的元数据信息meta表，提供了HBase表中region的寻址入口的线索数据

  • 对HMaster和HRegionServer实现了监控

2.3 HMaster

• HBase集群也是主从架构，HMaster是主的角色，是老大
• 主要负责Table表和Region的相关管理工作：
• 关于Table
  • 管理Client对Table的增删改的操作
  • 关于Region
  • 在Region分裂后，负责新Region分配到指定的HRegionServer上
  • 管理HRegionServer间的负载均衡，迁移region分布
  • 当HRegionServer宕机后，负责其上的region的迁移

2.4 HRegionServer

• HBase集群中从的角色

• 作用

  • 响应客户端的读写数据请求
  • 负责管理一系列的Region
  • 切分在运行过程中变大的region

2.5 Region

• HBase集群中分布式存储的最小单元
• 一个Region对应一个Table表的部分数据

3、HBase数据模型

3.1 rowkey行键

• table的主键，table中的记录按照rowkey 的字典序进行排序
• Row key行键可以是任意字符串(最大长度是 64KB，实际应用中长度一般为 10-100bytes)

3.2 Column Family列族

• 列族或列簇
• HBase表中的每个列，都归属与某个列族
• 列族是表的schema的一部分(而列不是)，即建表时至少指定一个列族
• 比如创建一张表，名为user，有两个列族，分别是info和data，建表语句create ‘user‘, ‘info‘, ‘data‘

3.3 Column列

• 列肯定是表的某一列族下的一个列，用列族名:列名表示，如info列族下的name列，表示为info:name
• 属于某一个ColumnFamily,类似于我们mysql当中创建的具体的列

3.4 cell单元格

• 指定row key行键、列族、列，可以确定的一个cell单元格
• cell中的数据是没有类型的，全部是以字节数组进行存储
  

  3.5 Timestamp时间戳

• 可以对表中的Cell多次赋值，每次赋值操作时的时间戳timestamp，可看成Cell值的版本号version number
• 即一个Cell可以有多个版本的值

  4、HBase安装部署

  4.1、下载安装包

  下载地址：https://archive.apache.org/dist/hbase/1.2.1/

  4.2、安装Hbase

  解压到安装目录： tar -zxcf habse-1.2.1-bin.tar.gz -C /opt/bigdata2.7
  重命名解压目录：mv hbase-1.2.1 hbase

  4.3、修改配置文件

  1、需要把hadoop中的配置文件core-site.xml,hdfs-site.xml拷贝到hbase安装目录下的conf文件夹中
  2、修改conf目录下的配置文件
  （1）修改hbase-env.sh
  #添加java环境变量<br/>export JAVA_HOME=/kkb/install/jdk1.8.0_141<br/>export HBASE_MANAGES_ZK=false`

（2）修改 hbase-site.xml

<configuration>
    <!--指定hbase在HDFS上的存储路径-->
    <property>
        <name>hbase.rootdir</name>
        <value>hdfs://node01:8020/hbase</value>
    </property>
    <!--指定hbase是分布式的-->
    <property>
        <name>hbase.cluster.distributed</name>
        <value>true</value>
    </property>
      <!--指定zk的地址，多个用,分割-->
    <property>
        <name>hbase.zookeeper.quorum</name>
        <value>node01:2181,node02:2181,node03:2181</value>
    </property>  
</configuration>

（3）修改regionservers

vim regionservers
node02
node03

（4）修改backup-masters‘

node2

3、配置hbase的环境变量

vi /etc/profile

export HBASE_HOME=/opt/bigdata2.7/hbase
export PATH=$PATH:$HBASE_HOME/bin

4.4、分发hbase目录到其他节点

进入habase目录：cd /opt/bigdata2.7
scp -r hbase node2:/opt/bigdata2.7
scp -r hbase node3:/opt/bigdata2.7
scp /etc/profile node2:/etc
scp /etc/profile mpde3:/etc

4.5、让所有的节点hbase环境变量生效

在所有节点执行：
source /etc/profile

5、Hbase集群启动和停止

（1）启动
前提条件：先启动hadoop集群和zookeeper集群
启动hbase
start-hbase.sh

（2）停止
stop-hbase.sh
profile mpde3:/etc`

4.5、让所有的节点hbase环境变量生效

在所有节点执行：
source /etc/profile

5、Hbase集群启动和停止

（1）启动
前提条件：先启动hadoop集群和zookeeper集群
启动hbase
start-hbase.sh

（2）停止
stop-hbase.sh