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1_SCANP_Apresentação.pdf

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February 05, 2013
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rosangela

February 05, 2013

Transcript

  1. Conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades Prof. Ms.

    Francisco Pereira Junior Prof. Ms. Henrique Yoshikazu Shishido Prof. Esp. Rosangela de Fátima Pereira Apache
  2. Apresentação • Mini-Curso baseado em capítulo de livro • Alfredo

    Goldman (USP) • Fabio Kon (USP) • Francisco Pereira Junior (UTFPR) • Ivanilton Polato (UTFPR) • Rosangela de Fátima Pereira (UTFPR) • XXXI Jornadas de Atualização em Informática (JAI) • XXXII Congresso da Sociedade Brasileira de Computação (CSBC) • Sociedade Brasileira da Computação (SBC) SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 2
  3. Roteiro • Big Data • Origem do Hadoop • Vantagens

    e Desvantagens • Ecossistema Hadoop • Componentes • Configuração do Ambiente • Exemplo SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 3
  4. Big Data - Conceito • Conceito que se aplica a

    toda informação que não pode ser processada e/ou analisada utilizando processos e ferramentas convencionais. • Representa um desafio tecnológico, pois demanda atenção à infraestrutura e tecnologias analíticas. SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 4
  5. Big Data – Conceito SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e

    práticos, evolução e novas possibilidades 5 VOLUME VELOCIDADE VARIEDADE SOCIAL BLOG SMART METER
  6. Big Data – Cenário Atual SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos

    e práticos, evolução e novas possibilidades 6
  7. Big Data - Solução • Como armazenar e processar tanta

    informação? • Uma solução: armazenamento e processamento distribuído • Cluster • Cloud Computing SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 7
  8. Big Data – Dificuldades • Problemas encontrados: • Tradicionais tecnologias

    de manipulação de dados não trabalham bem neste cenário • Necessário uma nova abordagem SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 8
  9. Big Data - Comparação SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e

    práticos, evolução e novas possibilidades 9 • Dados relacionais • Hardware caro • Dados estruturados • Escalabilidade limitada • Big Data • Hardware comum • Dados não estruturados • Mais escalável
  10. Origem do Hadoop • O que é Hadoop? • Arcabouço

    para processamento e armazenamento de dados em larga escala • Implementado em Java • Open source SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 10
  11. Casos de Uso • New York Times • Processamento de

    imagens • Facebook • Identificação de spams • Análise de logs • Análise de perfil de usuários • Last.FM • Recomendação de músicas SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 13
  12. Onde é utilizado? • Astronomia • Bioinformática • Meteorologia •

    Redes sociais • Mercado Financeiro • E-commerce • ... SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 14
  13. Vantagens • Por que usar Hadoop? • Código aberto •

    Econômico • Robusto • Escalável • Foco na regra de negócio SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 15
  14. Vantagens • Código aberto • Comunidade ativa • Apoio de

    grandes corporações • Maiores correções de erros • Constante evolução do arcabouço • Econômico • Software livre • Uso de máquinas e redes convencionais • Aluguel de serviços disponíveis na nuvem • Exemplo: Amazon Elastic MapReduce SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 16
  15. Vantagens • Robusto • Hadoop proporciona alta tolerância a falhas

    • Escalável • Permite facilmente adicionar máquinas ao cluster • Adição não implica na alteração do código-fonte • Foco na regra de negócio • Hadoop realiza o "trabalho duro” • Desenvolvedores podem focar apenas na abstração do problema SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 17
  16. Desvantagens • Único nó mestre • Ponto único de falha

    • Pode impedir o escalonamento • Dificuldade das aplicações paralelas • Problemas não paralelizáveis • Processamento de arquivos pequenos • Muito processamento em poucos dados SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 18
  17. Subprojetos •Principais • Hadoop Common • Hadoop Distributed File System

    (HDFS) • Hadoop MapReduce SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 20
  18. Outros Subprojetos • Avro – Seriação de dados • Chukwa

    – Monitoramento de SD • Hbase – BD distribuído e escalável • Hive – Infraestrutura de datawarehouse • Pig – Linguagem de fluxo de dados • ZooKeeper – Coordenação de serviços SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 21
  19. HDFS •Hadoop Distributed File System • Implementado em Java •

    Armazenamento de grandes volumes de dados • Recuperação de dados transparente ao usuário • WORM - Write Once, Read Many! SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 24
  20. Divisão em Blocos •Disco rígido pode não suportar o tamanho

    de um arquivo • Principalmente em soluções BigData •HDFS divide os arquivos em blocos de mesmo tamanho • 64 MB por padrão SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 25
  21. Replicação de Dados •3 réplicas para cada bloco •Cada réplica

    em um diferente nó • 2 em um mesmo armário (rack) e 1 em um armário diferente •Re-Replicação • Em casos de corromper uma das réplicas SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 26
  22. MapReduce • Adequado para trabalhar com grandes quantidades de dados

    • Realiza computação sobre os dados • Utiliza os blocos armazenados no HDFS, logo não necessita divisão dos dados SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 29
  23. MapReduce no Hadoop • A função Map atua sobre um

    conjunto de entrada com chaves e valores, produzindo uma lista de chaves e valores • A função Reduce atua sobre os valores intermediários produzidos pelo Map para, normalmente, agrupar os valores e produzir a saída SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 31
  24. Componentes do Hadoop •Nó Mestre: • NameNode • JobTracker •

    SecondaryNameNode •Nó(s) Escravo(s): • DataNode • TaskTracker SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 33
  25. Componentes do Hadoop •NameNode • Gerencia os metadados dos arquivos

    • FSImage e EditLog • Controla a localização das réplicas • Encaminha os blocos aos nós escravos • Mantém as informações em memória SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 34
  26. Componentes do Hadoop •JobTracker • Gerencia o plano de execução

    de tarefas MapReduce • Designa as tarefas aos nós escravos • Monitora a execução das tarefas, para agir no caso de falhas SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 35
  27. Componentes do Hadoop •SecondaryNameNode • Nó auxiliar do HDFS •

    Realiza pontos de checagem em intervalos pré-definidos • Permite manter o nível de desempenho do NameNode SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 36
  28. Componentes do Hadoop •DataNode • Realiza o armazenamento dos dados

    • Permite armazenar diversos blocos • Deve se comunicar com o NameNode SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 37
  29. Componentes do Hadoop •TaskTracker • Realiza o processamento das tarefas

    MapReduce • Uma instância em cada nó escravo SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 38
  30. Configurando um Ambiente Hadoop •Formas de Execução • Local •

    Pseudo-distribuído • Completamente distribuído SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 41
  31. Configurando um Ambiente Hadoop •Pré-requisitos • Java 6 ou superior

    • IDE de Desenvolvimento • Ambiente Linux (preferencialmente) • Última versão do Hadoop (preferencialmente) SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 42
  32. Configurando um Ambiente Hadoop • Instalar a JDK • Configurar

    SSH • Desabilitar IPV6 • Extrair o arquivo de download do Hadoop SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 43
  33. Configurando um Ambiente Hadoop • Atualizar a localização do Java

    no arquivo /conf/hadoop-env.sh • Configurar os arquivos: conf/core-site.xml conf/mapred-site.xml conf/hdfs-site.xml • Formatar o HDFS • Armazenar dados no HDFS • Iniciar os componentes SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 44
  34. Exemplo • Word Count (Conta Palavras) • Gera uma lista

    da frequência das palavras em um conjunto de arquivos. • Conjunto de arquivos: terabytes! 2012, 4 Hadoop, 2 Minicurso, 1 Paraná, 1 SCANP, 1 Sistemas, 2 UTFPR, 1 SCANP UTFPR 2012 Hadoop 2012 Sistemas Minicurso Hadoop 2012 Paraná 2012 Sistemas Word Count SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 45
  35. Exemplos: Word Count • Lê arquivos texto e conta a

    frequência das palavras • Entrada: arquivos texto • Saída: arquivo texto • Cada linha: palavra, separador (tab), quantidade • Map: gera pares de (palavra, quantidade) • Reduce: para cada palavra, soma as quantidades SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 46
  36. Word Count – Função Map SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos

    e práticos, evolução e novas possibilidades 49
  37. Word Count – Função Reduce SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos

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  38. Word Count – Main SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e

    práticos, evolução e novas possibilidades 51
  39. Referências! •Livros: • Hadoop – The Definitive Guide • Tom

    White – 2ª Ed. • Hadoop in Action • Chuck Lam – 1ª Ed. SCANP 2012 Hadoop: conceitos teóricos e práticos, evolução e novas possibilidades 52