HBase大数据平台介绍
数据处理中的大数据存储和处理平台介绍(三)
数据处理中的大数据存储和处理平台介绍在当今信息时代，数据产生的速度越来越快，数据量也越来越大。
对于企业来说，如何高效地存储和处理大数据成为了一项重要任务。
随着技术的发展，大数据存储和处理平台逐渐兴起。
本文将为大家介绍几种主流的大数据存储和处理平台。
一、分布式文件系统分布式文件系统是大数据存储平台中常用的一种技术。
分布式文件系统可以将数据分散存储在多个节点上，提高数据的容错性和可靠性。
同时，利用分布式文件系统可以实现数据的高速读写，满足大规模数据存储的需求。
Hadoop 是一个开源的分布式文件系统和处理框架，被广泛应用于大数据存储和处理领域。
Hadoop 的核心组件包括 HadoopDistributed File System（HDFS）和 MapReduce。
HDFS 用于数据的存储和管理，而 MapReduce 则可以进行数据的分布式处理，极大地提高了数据处理的效率。
二、列式存储数据库传统的关系型数据库采用行式存储，而在大数据场景下，列式存储数据库更适合处理大量的结构化数据。
列式存储数据库将数据按列进行存储，可以实现更高效的数据压缩和查询效率。
HBase 是一种开源的分布式列式存储数据库，基于 Hadoop 构建。
HBase 可以用于大规模的随机实时读写操作，适用于需要处理大量数据的应用场景。
与传统的数据库相比，HBase 具有更高的扩展性和冗余性。
三、实时流处理平台在大数据处理中，有些场景需要实时地处理数据流。
这就引入了实时流处理平台，能够对数据流进行高效地处理和分析。
Apache Kafka 是一个开源的分布式流处理平台，可以处理和存储大规模的实时数据流。
Kafka 具有高吞吐量、持久性和容错性等特点，常用于数据管道和流式处理系统的构建。
通过 Kafka，用户可以将数据流实时地传输到各个应用程序或存储系统中。
四、内存计算平台在大数据处理中，很多场景需要进行高速的计算和分析。
传统的基于磁盘的数据处理方式效率较低，这时候可以使用内存计算平台提高计算性能。
hbase基本概念、各功能组件及其作用
hbase基本概念、各功能组件及其作用HBase是一个分布式的、基于列的NoSQL数据库，它是Hadoop生态系统中的一个重要组件，通常与Hadoop MapReduce、HDFS等组件一起使用。
以下是HBase的基本概念、各功能组件及其作用：1. 基本概念：HBase是一个基于列的分布式数据库，它使用Hadoop 分布式文件系统（HDFS）存储数据，并使用Hadoop MapReduce进行数据处理和分析。
HBase的数据模型是基于表的，每个表由多个行和列组成，其中行键是唯一的标识符，列族是列的集合，每个列族包含多个列。
2. 各功能组件及其作用：（1）RegionServer：RegionServer是HBase的核心组件，负责管理表的数据。
它将表的数据划分为多个Region，每个Region存储在HDFS上，并提供读写操作的接口。
（2）ZooKeeper：ZooKeeper是一个分布式协调服务，HBase使用它来管理RegionServer的状态信息、负载均衡和故障恢复等。
（3）HFile：HFile是HBase的存储格式，它是一个基于块的文件，包含多个列族和列的数据。
（4）HDFS：HDFS是HBase的底层存储系统，它提供了高可靠性和高可扩展性的数据存储和管理功能。
（5）Coprocessor：Coprocessor是HBase的扩展组件，它可以在HBase的读取和写入操作中进行预处理和后处理，从而增强HBase的功能。
（6）Master：Master是HBase的管理中心，它负责管理表的元数据信息、RegionServer的状态信息和负载均衡等。
（7）Client：Client是HBase的客户端，它通过RPC 协议与HBase的Master和RegionServer进行通信，并进行表的读取和写入操作。
01_尚硅谷大数据之HBase简介
第1章HBase简介1.1 什么是HBaseHBASE是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统，利用HBASE 技术可在廉价PC Server上搭建起大规模结构化存储集群。
HBASE的目标是存储并处理大型的数据，更具体来说是仅需使用普通的硬件配置，就能够处理由成千上万的行和列所组成的大型数据。
HBASE是Google Bigtable的开源实现，但是也有很多不同之处。
比如：Google Bigtable 利用GFS作为其文件存储系统，HBASE利用Hadoop HDFS作为其文件存储系统；Google 运行MAPREDUCE来处理Bigtable中的海量数据，HBASE同样利用Hadoop MapReduce来处理HBASE中的海量数据；Google Bigtable利用Chubby作为协同服务，HBASE利用Zookeeper作为对应。
1.2 HBase中的角色1.2.1 HMaster功能：1) 监控RegionServer2) 处理RegionServer故障转移3) 处理元数据的变更4) 处理region的分配或移除5) 在空闲时间进行数据的负载均衡6) 通过Zookeeper发布自己的位置给客户端1.2.2 RegionServer功能：1) 负责存储HBase的实际数据2) 处理分配给它的Region3) 刷新缓存到HDFS4) 维护HLog5) 执行压缩6) 负责处理Region分片1.2.3 其他组件：1) Write-Ahead logsHBase的修改记录，当对HBase读写数据的时候，数据不是直接写进磁盘，它会在内存中保留一段时间（时间以及数据量阈值可以设定）。
但把数据保存在内存中可能有更高的概率引起数据丢失，为了解决这个问题，数据会先写在一个叫做Write-Ahead logfile的文件中，然后再写入内存中。
所以在系统出现故障的时候，数据可以通过这个日志文件重建。
hbase使用场景和成功案例
hbase使用场景和成功案例HBase是一个高可靠性、高性能、分布式的NoSQL数据库，它建立在Hadoop 分布式文件系统（HDFS）之上，提供了对大规模数据的存储和处理能力。
HBase 的设计目标是面向大数据，并且能够处理海量数据的读写操作。
在现实世界中，HBase被广泛应用于许多不同的场景中，取得了很多成功的案例。
1. 社交网络社交网络是大规模数据的重要来源之一，HBase在处理社交网络数据方面非常有优势。
HBase的高可扩展性和快速读写能力使得它成为存储用户信息、关系网络和社交媒体数据的理想选择。
Facebook就是一个成功使用HBase的案例。
Facebook使用HBase存储海量的用户数据、社交关系和用户活动日志，以支持其庞大的用户群体。
2. 实时分析HBase的快速读写能力使得它非常适合用于实时分析场景。
实时分析通常需要快速获取大量的数据，并对其进行实时计算和统计分析。
HBase的分布式架构和列式存储模式允许并行读写，能够满足实时分析的性能需求。
Twitter使用HBase来存储和分析大规模的实时数据流，以便快速检索和分析用户的发帖信息。
3. 日志处理日志处理是另一个适合使用HBase的场景。
日志数据通常具有高度的结构化，而且需要进行强大的查询和分析。
HBase提供的强大的列式存储和快速的读取能力使得它成为处理大量日志数据的理想选择。
雅虎是一个成功使用HBase进行日志处理的案例。
雅虎使用HBase来存储和分析来自其各种网站和应用程序的日志数据，以便进行用户行为分析和广告定位。
4. 物联网物联网是一个快速发展且数据量庞大的领域。
HBase的高可扩展性和分布式架构能够很好地适应物联网场景的需求。
物联网设备产生的大数据需要被高效地收集、存储和查询，而HBase能够提供低延迟的读写操作，以满足物联网应用对实时性和可扩展性的要求。
中国移动是一个成功使用HBase来管理物联网设备数据的案例，他们使用HBase来存储和查询数十亿个物联网设备的数据。
hbase应用场景
hbase应用场景
HBase是一种基于Hadoop的分布式列存储系统，它可以存储海量的结构化和非结构化数据。
以下是HBase的几个常见的应用场景： 1. 日志存储：HBase可以用于存储各种类型的日志数据，如网络流量数据、服务器日志、应用程序日志等。
使用HBase可以方便地进行数据的检索和分析，以便更好地了解系统的运行状况和问题。
2. 大数据分析：HBase可以用于存储大规模的结构化和非结构化数据，这些数据可以来自于不同的数据源，如传感器、社交媒体、云存储等。
使用HBase可以快速地进行数据分析，从而提供更好的业务洞察力。
3. 实时计算：HBase可以作为实时计算平台的一个存储组件，支持实时查询和数据的即时更新，这对于需要实时计算和实时决策的业务非常有帮助。
4. 物联网：HBase可以用于存储来自物联网设备的数据，例如传感器和其他物联网设备。
使用HBase可以方便地存储和管理这些设备产生的大量数据，并进行实时分析和决策。
5. 应用程序存储：HBase可以用于存储应用程序的状态和数据，例如电子商务应用程序、社交媒体应用程序等。
使用HBase可以方便地管理这些数据，从而提供更好的用户体验。
总之，HBase可以应用于各种各样的业务场景，包括但不限于数据存储、数据分析、实时计算、物联网和应用程序存储等。
使用HBase 可以帮助企业更好地管理和分析数据，提高业务洞察力和决策能力。
hbase的应用场景
hbase的应用场景
HBase是一个分布式的非关系型数据库，其应用场景主要包括以下几个方面：
1. 大数据存储和处理：HBase可以存储PB级别的海量数据，并且支持快速的数据读写操作，可以作为大数据存储和处理平台的重要组成部分，例如企业级数据仓库、日志分析、搜索引擎等。
2. 实时数据处理：HBase可以实现实时的数据存储和查询，在实时数据处理场景下可以作为数据缓存和实时计算的基础组件，例如实时监控和分析系统、智能推荐系统等。
3. 协同过滤和推荐系统：HBase支持随机访问和列存储，可以快速查询和计算用户之间的相似度和兴趣偏好，可以作为协同过滤和推荐系统的底层存储和计算引擎。
4. 地理信息系统：HBase支持空间数据类型和空间索引，可以存储和查询大规模的地理空间数据，可以作为地理信息系统的底层存储和查询引擎。
5. 时序数据存储和分析：HBase支持时间戳的存储和查询，可以存储和查询大规模的时序数据，例如物联网数据、传感器数据、日志数据等。
总之，HBase适用于大规模数据存储和处理场景，具有高可靠性、高可扩展性和高性能的特点，是企业级大数据应用的重要组成部分。
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Hbase教程
HBase原理与基本架构
原理 前面介绍了HBase的一般架构，我们知道了HBase有ZK、Master和RS 等组成，本节我们来介绍下HBase的基本原理，从数据访问、RS路 由到RS内部缓存、数据存储和刷写再到region的合并和拆分等等功 能。 RegionServer定位 访问HBase通过HBase客户端(或API)进行，整个HBase提供给外部的 地址，其实是ZK的入口，前面也介绍了，ZK中有保存-ROOT-所在的 RS地址，从-ROOT-表可以获取.META.表信息，根据.META.表可以获 取region在RS上的分布，整个region寻址过程大致如下：
Hbase原理与基本架构
RegionServer(简称RS)在非Replication模式下， 整个系统中都是唯一的，也就是说，在整 个非Replication的HBase集群中，每台RS上 保存的数据都不一样，所以相对于前面两 者，该模式下的RS并不是高可用的，至少 RS可能存在单点故障的问题，但是由于 HBase内部数据分region存储和region可以迁 移的机制，RS服务的单点故障可能会在极 小代价下很快恢复，但是一旦停掉的RS上 有-ROOT-或者.META.表的region，那后果还 是比较严重，因为数据节点的RS停机，只 会在短时间内影响该台RS上的region不可访 问，等到region迁移完成后即可恢复，如果 是-ROOT-、.META.所在的RS停机，整个 HBase的新的求情都将受到影响，因为需要 通过.META.表来路由，从而寻找到region所 在RS的地址。
Hbase简介
左图描述Hadoop EcoSystem中的 各层系统。其中,HBase位于结构 化存储层，Hadoop HDFS为HBase 提供了高可靠性的底层存储支持， Hadoop MapReduce为HBase提供 了高性能的计算能力， Zookeeper为HBase提供了稳定服 务和failover机制。
基于Elasticsearch的HBase大数据二级索引方案
基于Elasticsearch的HBase大数据二级索引方案本文将从HBase和Elasticsearch的基本概念入手，介绍基于Elasticsearch的HBase 大数据二级索引方案的实现原理和优势。
1. HBaseApache HBase是一种分布式、高性能、面向列族的数据库。
它基于Hadoop分布式文件系统HDFS构建，可以处理PB级别的数据，并提供实时读写操作。
HBase以高可靠、高扩展性、高性能等特点，适用于大规模的结构化数据存储和分析。
2. ElasticsearchElasticsearch是一个开源的分布式搜索和分析引擎，基于Lucene构建。
它具有全文搜索、结构化搜索、分析和可视化等功能，被广泛应用于实时数据分析、日志监控、全文搜索等场景。
1. 方案概述2. 数据同步数据同步是基于Elasticsearch的HBase大数据二级索引方案的关键步骤。
通过使用HBase的协处理器和Elasticsearch的Bulk API，可以实现实时或定时将HBase中的数据同步到Elasticsearch中。
在数据同步过程中，需要考虑数据一致性、性能和容错性等问题。
3. 索引构建索引构建是将HBase中的数据映射到Elasticsearch索引的过程。
在索引构建过程中，需要定义映射关系、字段类型、分词器等，并根据业务需求进行优化和调整。
通过有效的索引构建，可以提高对HBase数据的检索效率。
4. 查询服务1. 提升查询性能2. 支持实时查询Elasticsearch具有实时索引和实时查询的特性，可以实现对HBase数据的实时查询和分析。
这对于实时监控、日志分析等场景具有重要意义，可以及时发现问题和进行调整。
3. 支持多种数据类型和复杂查询Elasticsearch支持多种数据类型和复杂的查询语法，可以实现对结构化、半结构化和非结构化数据的检索和分析。
这为用户提供了更多的查询选择和灵活性。
hbase应用场景
hbase应用场景
HBase是一个基于Hadoop的列式数据库，它可以处理非常大的
数据集。
它具有高可扩展性、高可靠性、高性能、高灵活性等特点，因此被广泛应用于各种场景。
以下是HBase的一些应用场景：
1. 日志存储：HBase可以存储大量的日志数据，并且可以根据
时间范围和其他条件进行快速查询和分析。
例如，一个电商网站可以使用HBase来存储网站日志，并使用它来分析用户行为和购买行为，以改进网站体验和销售策略。
2. 社交网络：HBase可以作为社交网络平台的后端数据库，存
储用户信息、关系和活动等数据。
例如，微博、微信等社交网络应用都使用HBase来存储用户信息，并使用它来实现好友关系链、粉丝列表等功能。
3. 实时分析：HBase可以与Spark、Storm等实时计算框架结合使用，实现实时数据分析和处理。
例如，金融行业可以使用HBase来存储股票实时行情数据，并使用Spark实时计算框架进行分析和预测。
4. 物联网：HBase可以作为物联网平台的后端数据库，存储传
感器数据、设备信息和控制指令等数据。
例如，智能家居平台可以使用HBase来存储传感器数据，并使用它来实现智能控制和安防等功能。
5. 日历调度：HBase可以存储大量的日历数据，例如日程安排、会议安排、任务分配等。
例如，企业可以使用HBase来实现员工日程安排和会议调度等功能。
总之，HBase具有广泛的应用场景，可以应用于各种数据存储和
处理需求。
Hbase使用场景及案例
Hbase使⽤场景及案例Hbase特点1. ⾼速写⼊：⾼速写⼊，对读取需求⽐较⼩。
2.：分布式存储，海量数据搞得定。
不⽤担⼼⽆限增长的数据。
3. 可靠：写⼊的不是内存，是硬盘，⾼性能4. 查询简单：不需要复杂查询条件来查询数据的应⽤，只⽀持基于rowkey的查询，对于来说，单条记录或者⼩范围的查询是可以接受的。
Hbase使⽤场景1：对象存储我们知道不少的头条类、新闻类的的新闻、⽹页、图⽚存储在之中，⼀些病毒公司的病毒库也是存储在HBase之中。
Hbase使⽤场景2：时序数据HBase之上有OpenTSDB模块，可以满⾜时序类场景的需求。
Hbase使⽤场景3：⽤户画像特别是⽤户的画像，是⼀个⽐较⼤的稀疏矩阵，蚂蚁的风控就是构建在HBase之上。
Hbase使⽤场景4：时空数据主要是轨迹、⽓象⽹格之类，滴滴打车的轨迹数据主要存在HBase之中，另外在技术所有⼤⼀点的数据量的车联⽹企业，数据都是存在HBase之中。
Hbase使⽤场景5：CubeDB OLAPKylin⼀个cube分析⼯具，底层的数据就是存储在HBase之中，不少客户⾃⼰基于离线计算构建cube存储在hbase之中，满⾜在线报表查询的需求。
Hbase使⽤场景5：消息/订单在电信领域、银⾏领域，不少的订单查询底层的存储，另外不少通信、消息同步的应⽤构建在HBase之上。
聊天系统的⽇志存储。
Facebook的在线聊天，每天数据量近百亿。
哨兵监控系统，云信历史数据，⽇志归档数据等⼀系列重要应⽤底层都由HBase提供服务。
Hbase使⽤场景6：Feed典型的应⽤就是xx朋友圈类似的应⽤。
使⽤案例Mozilla: Moving Socorro to HBaseFacebook: Facebook’s New Real-Time Messaging System: HBaseFacebook和淘宝的总结：摘⾃facebook的相关⽂档1 storing large amounts of data（100s of TBs）存储⼤量的数据（100s TB级数据）2 need high write throughput需要很⾼的写吞吐量3 need efficient random access (key lookups) within large data sets在⼤规模数据集中进⾏很好性能的随机访问（按列）4 need to scale gracefully with data需要进⾏优雅的数据扩展5 for structured and semi-strured data结构化和半结构化的数据6 don‘t need full RDFS capabilites（cross row/cross table transactions,joins etc.）不需要全部的关系数据库特性，例如交叉列、交叉表，事务，连接等等来⾃淘宝的使⽤场景总结：1 瞬间写⼊量很⼤，数据库不好⽀撑或需要很⾼成本⽀撑的场景。
HBase多数据中心方案及未来的增量备份功能介绍
灾备基本概念
备份（Backup） - 允许使用之前备份的数据恢复对应时间点的数据 - 主要用于防止数据的故障错误和误操作 - 通常备份中的数据不包含最新的数据
灾备（Disaster Recovery） - 在严重系统性故障后恢复业务和运营(Business Continuity and Disaster Recovery (BCDR) ) - 包括从备份中恢复数据要以及重建运行环境和状态 - 目标是减少业务影响
这里的“跨数据中心”要解决的不是数据扩展性问题，而是数据可靠性和可用性问题
灾备指标及标准
RTO (Recovery Time Objective) - 恢复服务所需要的时间长度 - 通常备份的时间越近，RTO越短 - 是衡量架构的重要指标
RPO (Recovery Point Objective) - 用于衡量如果发生故障会丢失多少数据 - 数据备份的频率越高，RPO越好
拷贝表和 Region信息
获取所有WAL 文件列表
将WAL转换为 HFile
DisctCP拷贝 HFile
记录处理过的 WAL文件列表
将时间戳写入 HBase Backup
系统表
从HBase Backup系统表 获取BulkLoad
的文件列表
拷贝BulkLoad 文件
completeBackup
写入manifest信 息
DataNode只向本集群的NN进行汇报，写数据时：
- 同步方案：写Pipeline同步将副本写到MC的DN
- 异步方案：只写到本地集群的DN中，后续PC的 NN在收到来自MC的heatbeat后选取目标节点并 让DN发起副本复制
hbase基础操作
hbase基础操作（最新版）目录1.HBase 简介2.HBase 基本操作2.1 创建表2.2 删除表2.3 插入数据2.4 查询数据2.5 更新数据2.6 删除数据正文【HBase 简介】HBase 是一个分布式、可扩展、高性能的列式存储系统，它基于 Google 的Bigtable 设计，是 Apache Hadoop 的一个子项目。
HBase 适用于海量数据的存储和实时读写操作，被广泛应用于大数据处理领域。
【HBase 基本操作】HBase 的基本操作主要包括创建表、删除表、插入数据、查询数据、更新数据和删除数据。
【创建表】在 HBase 中，表是由行和列组成的，表的结构是灵活可变的。
创建表时需要指定表名、列族和列。
例如，创建一个名为“user”的表，包含“id”、“name”和“age”三个列，可以使用如下命令：```create "user", "id", "name", "age"```【删除表】删除表时，需要使用“drop”命令，指定表名。
例如，删除名为“user”的表，可以使用如下命令：```drop "user"```【插入数据】在 HBase 中，数据以行形式存储，每行包含一个或多个列。
插入数据时，需要指定表名和行键。
例如，向名为“user”的表插入一条数据，行键为“1”，列族为“name”，列值为“张三”，可以使用如下命令：```put "user", "1", "name", "张三"```【查询数据】HBase 提供了多种查询数据的方法，如 get、scan 和 range 扫查等。
例如，查询名为“user”的表中行键为“1”的数据，可以使用如下命令：```get "user", "1"```【更新数据】在 HBase 中，可以通过 put 命令更新数据。
《大数据与云计算》课件——11.Hbase
HBASE数据库简介
数据库的核心目的是实现数据的高 效管理，传统关系数据库一度占据 商业 数据库应用的主流位置
完备的关系理论基础 事务管理机制的支持 高效的查询优化机制
HBASE数据库简介
随着信息化浪潮和互联网应用的兴起，传统 的关系型数据库在一些业 务上开始呈现不足：
无法满足海量数据的管理需求 无法满足数据高并发的需求 无法满足高可扩展性和高可用性的需求
HBASE数据库简介
存储模式：
关系数据库是基于行模式存储的 。我们说每一行就是一条记录。 HBase是基于存储的，每个列簇都 由几个文件保存，不同列簇的文件是 分离的。并且列簇中的列是可以动态 增加的，而关系数据库需要一开始就 设计好。除此之外，HBase可以自动 切分数据，关系型数据库则需要我们 人工切分数据。
HBASE数据库简介
数据索引：
关系数据库通常可以针对不同列 构建复杂的多个索引，以提高数据访 问性能。HBase只有一个索引——行 键，通过巧妙的设计，HBase中的所 有访问方法，或者通过行键访问，或 者通过行键扫描，从而使得整个系统 不会慢下来。
HBASE数据库简介
可伸缩性： 关系数据库很难实现横向扩展，纵向扩展的空间也比较有限。相反，HBase
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大数据与云计算
知识点
HBASE 数据库简介
HBASE数据库简介
引言
存储与管理贯穿大数据处 理过程的始终。
HBASE数据库简介
传统的关系型数据库难以应对大 数据挑战。
HBASE数据库简介
分布式数据库
我们知道一台普通PC机的硬盘大概可以存储 1Tb的数据，那么10Tb，100Tb，1000Tb怎么 办？再比如现在我们大多数同学都有云存储空间 ，而且还不小有50GB的空间，那么10个、100个 、10000个同学呢？我们说1万个同学就有1万个 50GB大小的空间,也就是500TB，这500TB的信 息显然不可能在一台计算机上存储。那又该如何 存储，如何查询呢？
一张图看懂HBase
行键，相当于关系 表的主键，每一行 数据的唯一标识。 字符串、整数、二 进制串都可以作为 RowKey。所有记 录按照RowKey排 序后存储。
每次数据操作 对应的时间戳， 数据按时间戳 区分版本，每 个Cell的多个 版本的数据按 时间倒序存储。
Column Family，列簇，一个表在水平方向上由一个 或多个CF组成。一个CF可以由任意多个Column组成。 Column是CF下的一个标签，可以在写入数据时任意 添加，因此CF支持动态扩展，无需预先定义Column 的数量和类型。HBase中表的列非常稀疏，不同行的 列的个数和类型都可以不同。此外，每个CF都有独立 的TTL（生存周期）。可以只对行上锁，对行的操作 始终是原始的。
HRegionServer HRegion Store
HLog StoreFile HFile MemStore
HRegionServer HRegion Store
HLog MemStore StoreFile
StoreFile
… …
…
StoreFile HFile
… …
…
…
HFile
HFile
DFS Client …
5
HBase的物理存储结构
ColumnFamily01 Col 01 Col 02 Row--01 Row--02 Row--03 Row--04 Row--05 Row--06 Row--07 Row--08 Row--09 Row--10 Row--11 Row--12 Row--13 Row--14 Row--15 ColumnFamily02 Col 03 Col 04
4
HBase数据模型
存储在HBase表每一行数据都有可排序的关键字（Row Key）和任意列项（Column & Column Family）。在HBase中，仅能通过主键（Row Key）和主键版本号来检索数据， 仅支持单行事务。下面以HBase存储搜索引擎的网页为例：
HBase基本知识介绍及典型案例分析
HBase基本知识介绍及典型案例分析本次分享的内容主要分为以下五点：HBase基本知识；HBase读写流程；RowKey设计要点；HBase⽣态介绍；HBase典型案例分析。
⾸先我们简单介绍⼀下 HBase 是什么。
HBase 最开始是受 Google 的 BigTable 启发⽽开发的分布式、多版本、⾯向列的开源数据库。
其主要特点是⽀持上亿⾏、百万列，⽀持强⼀致性、并且具有⾼扩展、⾼可⽤等特点。
既然 HBase 是⼀种分布式的数据库，那么其和传统的 RMDB 有什么区别的呢？我们先来看看HBase表核⼼概念，理解这些基本的核⼼概念对后⾯我理解 HBase 的读写以及如何设计 HBase 表有着重要的联系。
HBase 表主要由以下⼏个元素组成：RowKey：表中每条记录的主键；Column Family：列族，将表进⾏横向切割，后⾯简称CF；Column：属于某⼀个列族，可动态添加列；Version Number：类型为Long，默认值是系统时间戳，可由⽤户⾃定义；Value：真实的数据。
⼤家可以从上⾯的图看出：⼀⾏（Row）数据是可以包含⼀个或多个 Column Family，但是我们并不推荐⼀张 HBase 表的 Column Family 超过三个。
Column 是属于 Column Family 的，⼀个 Column Family 包含⼀个或多个 Column。
在物理层⾯上，所有的数据其实是存放在 Region ⾥⾯的，⽽ Region ⼜由 RegionServer 管理，其对于的关系如下：Region：⼀段数据的集合；RegionServer：⽤于存放Region的服务。
从上⾯的图也可以清晰看到，⼀个 RegionServer 管理多个 Region；⽽⼀个 Region 管理⼀个或多个 Column Family。
到这⾥我们已经了解了 HBase 表的组成，但是 HBase 表⾥⾯的数据到底是怎么存储的呢？上⾯是⼀张从逻辑上看 HBase 表形式，这个和关系型数据库很类似。
hbase实践案例
hbase实践案例
HBase是一个分布式的、可伸缩的大数据存储系统，主要用于处理非常大的表，可以轻松存储数十亿行数据和数百万列数据。
HBase通过支持版本控制和基于时间戳的增量更新来保证数据的可靠性和一致性。
下面是一个使用HBase的实践案例：
假设我们要建立一个用户行为跟踪系统，其中每个用户在网站的每个页面上的行为（如点击、浏览、评论等）都会被记录。
这个系统需要存储大量的用户行为数据，并且能够快速地查询和分析这些数据。
我们可以使用HBase来实现这个系统。
首先，我们将每个用户的行为数据存储在HBase表中，其中行键是用户ID和页面ID的组合，列族是行为类型（如click、view、comment等），列是行为发生的时间戳。
通过这种方式，我们可以将每个用户的行为数据分散到不同的行中，从而实现水平扩展。
其次，我们可以使用HBase的过滤器来快速查询和分析用户行为数据。
例如，我们可以使用RowFilter来过滤出某个用户的所有行为数据，或者使用QualifierFilter来过滤出某个行为类型的所有数据。
我们还可以使用TimeRangeFilter来过滤出某个时间范围内的数据。
最后，我们可以使用HBase的MapReduce集成来对用户行为数据进行批量处理和分析。
例如，我们可以使用MapReduce作业来统计每个用户的点击量、浏览量等指标，或者分析用户的行为模式和兴趣爱好。
通过以上步骤，我们可以使用HBase建立一个高效、可扩展的用户行为跟踪系统，从而更好地理解用户需求和市场趋势。
分布式数据库HBase
(row:string, column:string, time:int64)→string
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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数据模型
行
Bigtable的行关键字可以是任意的字符串，但是大小不能超过64KB。 Bigtable和传统的关系型数据库有很大不同，它不支持一般意义上的事务， 但能保证对于行的读写操作具有原子性（Atomic） 表中数据都是根据行关键字进行排序的，排序使用的是词典序。 一个典型实例，其中n.www就是一个行关键字。不直接存储网 页地址而将其倒排是Bigtable的一个巧妙设计。带来两个好处 :
“内容： ” “锚点：” “锚点：my..look.ca”
“n.www”
“<html>…” t3 “<html>…” t5 “<html>…” t6
“CNN”
t9
“”
t8
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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数据模型
时间戳
为了简化不同版本的数据管理，Bigtable目前提供了两种设置：
• 通过单个master来协调数据访问、元数据存储
– 结构简单，容易保持元数据一致性
• 无缓存
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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GFS将容错的任务交给文件系统完成，利用软件的方法解决系
GFS架构是怎样的？ 统可靠性问题，使存储的成本成倍下降。
GFS将服务器故障视为正常现象，并采用多种方法，从多个角 度，使用不同的容错措施，确保数据存储的安全、保证提供不 间断的数据存储服务。
同一地址域的网页会被存储在表中的连续位置，有利于用户查找和分析 倒排便于数据压缩，可以大幅提高压缩率
HBase简介
HBase简介什么是HBase？HBase，是Hadoop Database，是⼀个⾼可靠性、⾼性能、⾯向列、可伸缩的分布式存储系统。
使⽤HBase技术可以在廉价的PC服务器上搭建起⼤规模结构化的存储集群。
它底层的⽂件系统使⽤HDFS，使⽤Zookeeper来管理集群的HMaster和各Region server 之间的通信，监控各Region server的状态，存储各Region的⼊⼝地址等。
何时⽤HBase？⾸先想想传统的关系型数据库都有哪些特点，⼤概的特点有：⽀持事务，ACID（原⼦性、⼀致性、隔离性和持久性）特性；⾏式存储；SQL语句使⽤起来⽐较⽅便；⽀持索引、视图等；接下来我们考虑⼀个场景：我们想要构建⼀个社交⽹站，我们可能会选择易于操作的LAMP（Linux、Apache、Mysql、PHP）模型来快速的搭建⼀个原型。
随着⽤户数的不断增加，每天有越来越多的⼈开始访问，这时候，共享的数据库服务器压⼒会越来越⼤，可以选择增加应⽤服务器，但因为这些应⽤服务器共享中央数据库，所以，随着数据库的CPU 和I/O负载升⾼，这种⽅案势必不可长久。
这时候，我们可能会增加从服务器，以便并⾏读取，将读写分离。
这样做是因为考虑到⽤户访问产⽣的读次数⽐写⼊次数更多，但是如果⽤户数⽬增加很快，产⽣的内容越来越多，导致读写数⽬相差没那么⼤，这种⽅案也就不能长久。
接下来的常见做法就是增加缓存，⽐如使⽤Memcached。
这样，读操作存⼊到内存中的数据库系统中，但⼜没办法保证数据⼀致性，因为⽤户更新数据到数据库，⽽数据库不会主动更新缓存中的数据，⽽且，这种⽅案只能解决读请求的压⼒，对于写请求，还是没有解决。
所以需要更多的服务器，更快的磁盘，会导致硬件成本快速升⾼。
⽽且，随着⽤户的增多，⽹站功能势必增加，业务功能都会使⽤sql语句进⾏查询，⽽表数据过多会导致join操作变慢，所以会不得不采⽤⼀些逆范式的⽅式来设计数据库，这样导致⽆法使⽤存储过程。
hbase数据库特点及应用场景
hbase数据库特点及应用场景HBase是一个分布式、可伸缩、易于管理的面向列的NoSQL数据库。
它建立在Hadoop文件系统（HDFS）之上，用于在大规模集群上存储和处理海量数据。
HBase具有许多独特的特点，这使得它成为处理大数据的理想选择。
本文将介绍HBase的特点以及它在不同的应用场景下的使用。
1. 面向列的存储结构：HBase使用面向列的存储结构，这意味着它可以存储和操作非结构化或半结构化的数据。
相比传统的关系型数据库，HBase能更好地应对不断变化的数据结构和模式，适用于处理大数据集中的复杂数据。
2. 分布式高可靠性：HBase是构建在Apache Hadoop生态系统之上的，它采用了分布式存储和计算技术，具有高可靠性和容错性。
HBase通过数据的副本分布在多个节点上，当某个节点发生故障时，系统可以自动地进行故障恢复，无需停机。
3. 快速读写：HBase的存储结构可以支持高速度的读写操作。
它将数据存储在内存和磁盘之间进行平衡，可以提供低延迟的数据访问。
此外，HBase的分布式架构使得它能够通过并行处理大规模数据集，进一步提高读写性能。
4. 数据一致性：HBase通过使用写入前日志（WAL）来保证数据一致性。
WAL记录了每次写入的操作，以防止数据丢失。
当某个数据节点失效时，系统可以使用WAL来进行故障恢复，并保证数据的一致性。
基于以上特点，HBase在以下应用场景中得到广泛的应用：1. 时间序列数据存储和分析：时间序列数据（例如传感器数据、日志数据等）具有高度可变的模式和快速增长的特点。
HBase的面向列的存储结构和分布式架构使得它能够有效地存储和处理这些数据，并支持快速的查询和分析操作。
2. 实时数据处理：HBase可作为实时数据流处理系统的持久化存储层。
例如，在实时大数据分析和机器学习任务中，HBase可以作为容错的数据存储层，支持实时的数据插入和查询，并与流处理框架（如Apache Flink、Apache Storm等）配合使用，实现实时数据的处理和分析。