大数据技术原理与技术简答

1、HDFS中名称节点的启动过程

名称节点在启动时，会将FsImage 的内容加载到内存当中，此时fsimage是上上次关机时的状态。
然后执行 EditLog 文件中的各项操作，使内存中的元数据保持最新。
接着创建一个新的FsImage 文件和一个空的 Editlog 文件，名称节点启动成功。
在运行过程中，HDFS 中的更新操作都会被写人 EditLog，而不是直接被写入Fslmage，所以在本次关机时，fsimage的内容仍是上次关机时的状态，只有下次开机时才会一步步执行editlog，更新fsimae为本次关机时的状态。

2、三级寻址

当要访问数据时，客户端首先在自己的缓存中查找是否有所需region的位置信息，若有则直接前往访问，若没有则三级寻址：首先访问 ZooKeeper，获取-ROOT表的所在Region服务器的位置信息，然后访的-ROOT-表，获得.META.表所在Region服务器的信息，接着访问.META.表，找到所需的 Region 具体位于哪个 Regio服务器，最后到该 Region 服务器读取数据。

**读写数据：

读：先在memstore查找，没有找到再去storefile查找

写：先写入memstore和hlog，memstore缓存满时才刷新写入磁盘

3、HLog的工作原理

每个region服务器配置了个HLog文件
写入：用户更新数据必须首先被记入HLog日志才能写入 MemStore 缓存。
刷新：直到 MemStore缓存内容对应的HLog日志已经被写入磁盘之后，该缓存内容才会被刷新写入磁盘。
故障：
1. Master 主服务器首先会处理该故障 Region 服务器上面遗留的 HLog 文件
2. 根据HLog每条日志记录所属的 Region 对象对 HLog 数据进行拆分
3. 将失效的 Region与该 Region 对象相关的HLog日志记录重新分配到可用的 Regien 服务器中。
4. Region服务器接收到region及与之相关的hlog日志后会重新做一遍日志记录中的操作，把日志记录中的数据写入MemStore缓存，然后刷新到磁盘的StoreFile 文件中，完成数据恢复。

4、NoSQL四大类型的特点及代表产品

都具有良好的可扩展性

键值数据库：使用key，value键值对存储，由key可以定位value，只可以通过键来进行查询。优点是大量写操作的性能好，缺点是条件查询效率低，无法存储结构化数据。可分为内存键值数据库和持久化键值数据库，代表产品redis就是一种内存键值数据库。
文档数据库：通过键来定位一个文档，不仅可以通过键来构建索引，也可以通过文档内容也就是值来构建索引，两个特点，一个是文档自描述，文档自身包含了其结构或模式的信息如xml，jason，html，第二个是文档自包含，文档自己包含了与其相关的所有信息，方便迁移。优点是复杂性低，灵活性高，缺点是缺乏统一的查询语言。MongoDB
列族数据库：以列族为单位进行存储，每行数据包含多个列族，优点是复杂性低，查找速度快，缺点是大多不支持强事务一致性。HBase，BigTable
图数据库：图作为数据模型来存储数据，处理高度相互关联的数据，有些甚至完全兼容ACID（原子性，一致性，隔离性，持久性）如代表产品Neo4J，优点是灵活，支持复杂图计算，缺点是复杂性高，只能支持一定的数据规模。

5、Map端的shuffle过程并画图展示

1. 输入数据（来自分布式文件系统）执行map任务，将输入的一个键值对转化为输出的多个键值对
将输出结果写入缓存
当缓存满时，启动溢写操作将缓存的数据写入磁盘，包含对键值对的分区（用哈希进行分区），排序（根据key进行排序），合并（可选的，将具有相同键的值加起来）
在map任务全部结束之前，将所有溢写文件进行归并（将具有相同键的值归在一起形成新的值），形成一个大的磁盘文件（本地），通知相应的reduce任务来领取属于自己分区的数据

6、Reduce端的shuffle过程并画图展示

从不同map机器领取回来所有属于自己分区的数据
对多个数据文件进行归并（如果缓存被占满也会像map端一样执行溢写，最终将所有溢写文件进行归并）
把数据输入给reduce任务
输出结果保存到分布式文件系统

7、Mapreduce的6个执行阶段

8、YARN体系结构中有哪些组件，各组件的功能

ResourceManager，有两个组件，resourceschedule负责处理客户端请求、监控NodeManager、资源的分配与调度，applicationmanager负责applicationmaster的启动、监控、容错
ApplicationManager，负责为应用程序申请资源并分配给内部map或reduce任务，负责任务的调度、监控、容错
NodeManager，负责接收来自RM和AM的命令，负责单个节点上的资源管理

9、云计算、大数据、物联网三者的关系

10、HDFS HA实现原理

设置两个名称节点，其中一个名称节点处于“活跃”状态，另一个处于“待命”状态，在HDFS HA中，处于待命状态的名称节点提供“热备份”，也就是一旦活跃名称节点出现故障，就可以立即切换到待命名称节点，这需要两个NN内存状态一致。以下两点保证：1、借助共享存储系统，活跃NN将更新数据写入共享存储系统，待命NN一直监听该系统，一旦发现有新的写入，就立即读取这些数据并加载到自己的内存中。2、每个DN向向两个NN发送心跳，报告自己所存块的映射信息。另外ZooKeeper保证只有一个NN生效。

11、第二名称节点辅助名称节点进行fsimage和editlog合并过程

替换：每隔一段时间，第二名称节点会和名称节点通信，请求其停止使用 EdiLog 文件，暂时将新到达的写操作添加到一个新的文件 EditLog.new 中。
合并：第二名称节点把名称节点中的 Fslmage 文件和 EdiLog文件拉回本地，在内存中逐条执行EdiLog中的操作，使 Fslmage 保持最新。
发回：合并结束后，第二名称节点把新的 Fslmage文件发回给名称节点，名称节点用该新的FsImage替换旧的 Fslmage 文件，用 EditLog.new 文件去替换 Editog 文件，从而减小了 EditLog 文件的大小。