INTRODUCTION AU BIG DATA
Tutrice : Dr Abir KHALDI
2021-2022
Chapitre 2 : Hadoop
Dr Abir KHALDI
1
Chapitre 2
Plan
Hadoop - Pourquoi
Hadoop - Caract ristiques
Hadoop Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop- Avantages & Inconv nients
Dr Abir KHALDI
2
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Hadoop-Pourquoi
(cid:1)Doug Cutting a cr Hadoop en 2004 . Il s'agit d'un logiciel
open source d velopp en tant que projet par Apache
Software Foundation.
(cid:1)En 2008, Yahoo a donn Hadoop Apache Software
Foundation.
Foundation
(cid:1)Depuis lors, deux versions de Hadoop sont venues. Version
1.0 en 2011 et version 2.0.6 en 2013. Hadoop est disponible
en diff rentes versions comme Cloudera,
IBM BigInsight,
MapR et Hortonworks.
Dr Abir KHALDI
3
Hadoop-Pourquoi
Hadoop - Pourquoi
Les principales lacunes de l'approche traditionnelle qui ont conduit
l'invention de Hadoop:
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
1. Stockage pour les grands ensembles de donn es
Le SGBDR conventionnel est incapable de stocker d' normes quantit s de
donn es. Le co t du stockage des donn es dans les SGBDR disponibles
est tr s lev . Comme cela entra ne le co t du mat riel et des logiciels
la fois.
2. Gestion des donn es dans diff rents formats
Le SGBDR est capable de stocker et de manipuler des donn es dans un
format structur . Mais dans le monde r el, nous devons traiter les
donn es dans un format structur , non structur et semi-structur .
3. Donn es g n r es grande vitesse
Les donn es suintent dans l'ordre de tera peta octets par jour. Nous
avons donc besoin d'un syst me pour traiter les donn es en temps r el
en quelques secondes. Le SGBDR traditionnel ne parvient pas fournir un
traitement en temps r el grande vitesse.
Dr Abir KHALDI
4
Hadoop - Pourquoi
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
(cid:1) Hadoop = Solution aux probl mes de Big Data .
(cid:1) Hadoop permet de :
(cid:1)Stocker des ensembles de donn es massifs sur un cluster de
(cid:1)Stocker des ensembles de donn es massifs sur un cluster de
machines de mani re distribu e.
(cid:1)Fournir des analyses Big Data via un cadre informatique distribu .
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
5
Hadoop - Pourquoi
11 Bonnes raisons pour apprendre Hadoop :
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
6
Hadoop Caract ristiques
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
7
Hadoop - Caract ristiques
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
2.1. Open Source
Apache Hadoop est un projet open source. Cela signifie que son
code peut tre modifi en fonction des besoins de l'entreprise.
2.2. Traitement distribu
Comme les donn es sont stock es de mani re distribu e dans
HDFS travers le cluster, les donn es sont trait es en parall le
sur un cluster de nSuds.
Publicité
2.3. Tol rance aux pannes
2.3. Tol rance aux pannes
C'est l'une des fonctionnalit s tr s importantes de Hadoop. Par
d faut, 3 r pliques de chaque bloc sont stock es dans le cluster
dans Hadoop et peuvent galement tre modifi es selon les
exigences. Donc, si un nSud tombe en panne, les donn es sur
ce nSud peuvent tre r cup r es facilement partir d'autres
nSuds l'aide de cette caract ristique. Les pannes de nSuds
ou de t ches sont r cup r es automatiquement par le
framework. C'est ainsi que Hadoop est tol rant aux pannes .
Dr Abir KHALDI
8
Hadoop - Caract ristiques
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
2.4. Fiabilit
En raison de la r plication des donn es dans le cluster, les donn es sont
stock es de mani re fiable sur le cluster de la machine malgr les pannes de
la machine. Si votre machine tombe en panne, vos donn es seront
galement stock es de mani re fiable en raison de cette caract ristique de
Hadoop.
2.5. La haute disponibilit :
Les donn es haute disponibilit sont hautement disponibles et accessibles
malgr une d faillance mat rielle due plusieurs copies de donn es. En cas
de panne d'une machine ou de quelques mat riels, les donn es seront
accessibles partir d'un autre chemin.
2.6. volutivit
Hadoop est hautement volutif dans la fa on dont un nouveau mat riel peut
tre facilement ajout aux nSuds. Cette fonctionnalit de Hadoop offre
galement une volutivit horizontale, ce qui signifie que de nouveaux
nSuds peuvent tre ajout s la vol e sans aucun temps d'arr t .
hautement disponibles
haute disponibilit
Dr Abir KHALDI
9
Hadoop - Caract ristiques
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
2.7. conomique
Apache Hadoop n'est pas tr s cher car il fonctionne sur un cluster de
mat riel de base. Nous n'avons besoin d'aucune machine sp cialis e pour
cela. Hadoop permet galement de r aliser d'importantes conomies car il
est tr s facile d'ajouter plus de nSuds la vol e ici. Donc, si les besoins
augmentent, vous pouvez galement augmenter les nSuds sans aucun
temps d'arr t et sans n cessiter beaucoup de pr -planification.
2.8. Facile utiliser
Pas besoin de client pour g rer l'informatique distribu e, le framework
s'occupe de tout. Cette fonctionnalit de Hadoop est donc facile utiliser.
2.9. Localit de donn es
Celui-ci est une des caract ristiques uniques de Hadoop qui le rendait facile
g rer les Big Data. Hadoop fonctionne sur le principe de la localit des
donn es qui stipule que le calcul est d plac vers les donn es plut t que
les donn es vers
l'algorithme
MapReduce, cet algorithme est d plac vers les donn es du cluster plut t
que d'amener les donn es l'emplacement o l'algorithme est soumis,
puis de les traiter.
Ce sont les caract ristiques de Hadoop qui
Dr Abir KHALDI
syst mes de gestion des donn es.
le diff rencient des autres
Lorsqu'un client
le calcul.
soumet
10
Hadoop -Ecosyst me
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
11
Hadoop - Ecosyst me
Hadoop - Pourquoi
Les trois composants de base de Hadoop
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
1. HDFS est le fondement de Hadoop et est donc une composante tr s
importante de l' cosyst me Hadoop. Il s'agit d'un logiciel Java qui
offre de nombreuses fonctionnalit s telles que l' volutivit , la haute
disponibilit , la tol rance aux pannes, la rentabilit , etc. Il fournit
galement un stockage de donn es distribu robuste pour Hadoop.
2. MapReduce est
le composant de traitement des donn es de
Il applique le calcul sur des ensembles de donn es en
Hadoop.
parall le am liorant ainsi les performances.
3. YARN qui est l'abr viation de Yet Another Resource Manager. C'est
comme le syst me d'exploitation de Hadoop car il surveille et g re les
ressources. Yarn est entr en sc ne avec le lancement de Hadoop 2.x
afin de permettre diff rentes charges de travail. Il g re les charges de
travail comme le traitement de flux,
le
traitement par lots sur une seule plateforme.
le traitement interactif,
Dr Abir KHALDI
12
Hadoop - Ecosyst me
Publicité
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
4. Hive est un projet d'entrep t de donn es construit sur le dessus
d'Apache Hadoop qui fournit des requ tes et des analyses de donn es. Il a
le langage de son propre appel HQL ou Hive Query Language . HQL traduit
automatiquement les requ tes dans le travail de r duction de carte
correspondant.
5. Pig est un langage de type SQL utilis pour interroger et analyser les
donn es stock es dans HDFS. Yahoo tait le cr ateur original du Cochon. Il
utilise la langue latine du Pig. Il charge les donn es, lui applique un filtre et
vide les donn es au format requis. Pig se compose galement
de JVM appel Pig Runtime.
Yahoo tait le cr ateur original du Cochon.
6. HBase est une base de donn es NoSQL construite sur le dessus de
HDFS. Les diff rentes fonctionnalit s de HBase sont qu'il s'agit d'une base
de donn es open source, non relationnelle et distribu e. Il imite la Bigtable
de Google et crit en Java. Il fournit un acc s en lecture / criture en temps
r el de grands ensembles de donn es.
Dr Abir KHALDI
13
Hadoop - Ecosyst me
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
fournit une plate-forme pour cr er des applications
7. Mahout
d'apprentissage automatique (Machine Learning) qui sont volutives.
Les algorithmes d'apprentissage machine nous permettent de cr er des
machines auto- volutives sans tre explicitement programm es. Il prend
les d cisions futures en fonction du comportement des utilisateurs, des
exp riences pass es et des mod les de donn es.
8 Zookeeper coordonne les diff rents services de l' cosyst me Hadoop Il
8. Zookeeper coordonne les diff rents services de l' cosyst me Hadoop. Il
conomise le temps requis pour la synchronisation, la maintenance de la
configuration, le regroupement et la d nomination.
9. OOZIE Il s'agit d'un syst me de planification de workflow pour la
gestion des travaux Hadoop. Il prend en charge les travaux Hadoop pour
Map-Reduce, Pig, Hive et Sqoop. Oozie combine plusieurs emplois en une
seule unit de travail. Il est volutif et peut g rer des milliers de flux de
travail dans un cluster Hadoop.
Dr Abir KHALDI
14
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Hadoop - Ecosyst me
10. Sqoop importe des donn es de sources externes dans des
composants compatibles de l' cosyst me Hadoop tels que HDFS, Hive,
Il transf re galement des donn es de Hadoop vers
HBase, etc.
d'autres sources externes.
Il fonctionne avec des SGBDR comme
TeraData, Oracle, MySQL et ainsi de suite. La principale diff rence
entre Sqoop et Flume est que Flume ne fonctionne pas avec des
donn es structur es. Mais Sqoop peut g rer des donn es structur es
et non structur es.
et non structur es
11. Flume : Il s'agit d'un service qui permet d'int grer des donn es
structur es et semi-structur es dans HDFS. Flume fonctionne sur le
principe du traitement distribu . Il facilite la collecte, l'agr gation et le
d placement d'une norme quantit d'ensembles de donn es. Flume
a trois composants: source, puits et canal.
12. Ambari est un autre composant de l' cosyst me Hadoop. Il est
responsable de l'approvisionnement, de la gestion, de la surveillance
et
les
diff rentes fonctionnalit s d'Ambari :
s curisation
Hadoop.
cluster
Voici
du
de
la
Dr Abir KHALDI
15
Hadoop - Ecosyst me
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
13. Apache Drill est un moteur de requ te SQL sans sch ma.
Il
fonctionne sur le dessus de Hadoop, NoSQL et du stockage cloud. Son
objectif principal est le traitement grande chelle de donn es faible
latence. Il s'agit d'un moteur de traitement de requ tes distribu . Nous
pouvons interroger des p taoctets de donn es l'aide de Drill. Il peut
voluer sur plusieurs milliers de nSuds. Il prend en charge les bases de
le stockage cloud
donn es NoSQL comme le stockage Azure BLOB,
Google,
Google, Amazon S3, HBase, MongoDB , etc.
MongoDB
14. Apache Spark unifie toutes sortes de traitements Big Data sous un
Il poss de des biblioth ques int gr es pour le
m me parapluie.
le traitement de
l'apprentissage automatique et
streaming, SQL,
Publicité
graphiques. Apache Spark s' claircit rapidement. Il donne de bonnes
performances pour le traitement par lots et par flux. Il le fait l'aide
du planificateur DAG , de l'optimiseur de requ tes et du moteur
d'ex cution physique.
Dr Abir KHALDI
16
Hadoop - Ecosyst me
15. Apache Solr et Apache Lucene sont deux services qui recherchent
et indexent l' cosyst me Hadoop. Apache Solr est une application
construite autour d'Apache Lucene. Le code d'Apache Lucene est en
la recherche et
Java.
l'indexation. Apache Solr est une plate-forme de recherche open source
extr mement rapide.
Il utilise des biblioth ques
Java pour
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
17
Hadoop - Architecture
Hadoop a une topologie ma tre-esclave:
La fonction du nSud ma tre est d'assigner une t che diff rents nSuds
esclaves et de g rer les ressources.
Les nSuds esclaves effectuent le calcul proprement dit. Les nSuds esclaves
stockent les donn es r elles alors que sur le ma tre, nous avons des
m tadonn es. Cela signifie qu'il stocke des donn es sur les donn es.
L'architecture Hadoop comprend trois couches principales:
HDFS (syst me de fichiers distribu Hadoop)
Hadoop)
MapReduce
Yarn
(syst me
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
18
Hadoop - Architecture
Le socle technique d'Hadoop est compos :
1. De toute larchitecture n cessaire
pour lorchestration de MapReduce
pour :
(cid:2)lordonnancement des
traitements,
(cid:2)la localisation des fichiers,
(cid:2)la distribution de lex cution.
2. Dun syst me de fichiers HDFS qui est :
(cid:2)Distribu : les donn es sont
r parties sur les machines du
cluster.
(cid:2)R pliqu : en cas de panne,
aucune donn e n'est perdue.
(cid:2)Optimis pour la colocalisation
des donn es et des traitements.
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
19
Hadoop Architecture : HDFS
HDFS signifie Hadoop Distributed File System .
Il pr voit le stockage des donn es de Hadoop.
Il divise l'unit de donn es en unit s plus petites appel es blocs et les
stocke de mani re distribu e.
un syst me de fichiers HDFS est :
"Distribu : les donn es sont r parties sur les machines du cluster.
"R pliqu : en cas de panne, aucune donn e n'est perdue.
R pliqu : en cas de panne, aucune donn e n'est perdue.
"Optimis pour la colocalisation des donn es et des traitements.
Il a deux d mons en cours d'ex cution:
NameNode joue le role du nSud ma tre
DataNode qui sont les nSuds esclaves -.
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
20
Hadoop Architecture : HDFS
Hadoop - Pourquoi
Dans Hadoop, l'architecture de stockage est une architecture ma tre-
esclave:
Hadoop -
Caract ristiques
"Le nSud maitre appel name node contient et stocke tous les noms et
blocs des fichiers ainsi que leur localisation dans le cluster. On peut donc
le voir comme un gros annuaire.
Hadoop- Ecosyst me
"Une autre machine, appel e secondary name node sert de namenode
"Une autre machine, appel e secondary name node sert de namenode
de secours en cas de d faillance du nSud ma tre et il a donc pour r le
de faire des sauvegardes r guli res de l'annuaire.
"Les autres nSuds, les esclaves, sont les nSuds de stockage en tant que
tels. Ce sont les data nodes qui ont pour r le la gestion des op rations
de stockage locales (cr ation, suppression et r plication de blocs) sur
instruction du name node.
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Publicité
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
21
Hadoop Architecture : HDFS
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
22
Hadoop Architecture : HDFS
Si on souhaite crire un fichier dans HDFS, on utilise un client Hadoop. Le
principe est assez simple :
"Le client indique au name node qu'il souhaite crire un bloc.
"Le name node indique le data node contacter.
"Le client envoie le bloc au data node.
"Les data nodes r pliquent les blocs entre eux.
Le cycle se r p te pour le bloc suivant.
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
23
Hadoop Architecture : HDFS
Si on souhaire lire un fichier dans HDFS, c'est galement assez simple.
"Le client indique au name node qu'il souhaite lire un fichier.
"Le name node indique sa taille ainsi que les diff rents data nodes
contenant les blocs.
"Le client r cup re chacun des blocs sur l'un des data nodes.
Si le data node est indisponible, le client en contacte un autre.
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Dr Abir KHALDI
24
Hadoop - Avantages
Hadoop - Pourquoi
Hadoop -
Caract ristiques
Hadoop- Ecosyst me
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
Gamme de sources de donn es
Les donn es recueillies aupr s de diverses sources seront de forme structur e ou non structur e.
Les sources peuvent tre des m dias sociaux, des donn es par clic ou m me des conversations par
courrier lectronique. Il faudrait beaucoup de temps pour convertir toutes les donn es collect es
en un seul format. Apache Hadoop conomise ce temps, car il peut extraire des donn es
pr cieuses de toute forme de donn es.
Rentable
Apache Hadoop est une solution rentable pour le stockage de donn es. Cela aide long terme car
il stocke la totalit des donn es brutes g n r es par une entreprise. Si lentreprise change la
il stocke la totalit des donn es brutes g n r es par une entreprise. Si lentreprise change la
direction de ses processus lavenir, elle peut facilement se r f rer aux donn es brutes et prendre
les mesures n cessaires.
Vitesse
Chaque organisation utilise une plate-forme pour faire un travail plus rapidement. Hadoop donne
la possibilit chaque entreprise de r pondre ses probl mes de stockage de donn es. Il utilise un
syst me de stockage dans lequel les donn es sont stock es sur un syst me de fichiers distribu .
tant donn que les outils utilis s pour le traitement des donn es sont situ s sur les m mes
serveurs que les donn es, on effectue galement le traitement un rythme plus rapide. Par
cons quent, vous pouvez traiter des t raoctets de donn es en quelques minutes laide de Apache
Hadoop.
Tol rance aux pannes
Hadoop duplique automatiquement les donn es qui y sont stock es et cr e plusieurs copies. Ceci
est fait pour sassurer quen cas de panne, les donn es ne soient pas perdues.
Dr Abir KHALDI
25
Hadoop - Inconv nients
Hadoop - Pourquoi
Absence de mesures pr ventives
Hadoop -
Caract ristiques
Pendant le traitement de donn es sensibles collect es par une entreprise, il est
n cessaire de fournir les mesures de s curit obligatoires. Dans Hadoop, les
mesures de s curit sont d sactiv es par d faut. Le responsable de lanalyse
des donn es est conscient et prend les mesures n cessaires pour s curiser les
donn es.
Hadoop- Ecosyst me
Probl mes li s aux petites donn es
Probl mes li s aux petites donn es
Hadoop- Architecture
Hadoop Avantages &
Inconv nient
On trouve des plates-formes Big Data sur le march qui ne conviennent pas aux
petites donn es. Hadoop est lune de ces plates-formes dans laquelle seules les
grandes entreprises g n rant des donn es volumineuses peuvent profiter de
ses avantages. En effet, Hadoop ne peut pas fonctionner efficacement dans de
petits environnements de donn es.
Fonctionnement risqu
Java est lun des langages de programmation les plus populaire au monde. Cest
galement li diverses controverses car les cybercriminels peuvent facilement
exploiter les frameworks construits sur Java. Hadoop est un de ces frameworks
enti rement bas en Java. Par cons quent, la plate-forme est tr s vuln rable et
peut subir des dommages.
Dr Abir KHALDI
26
"Questions ?
Dr Abir KHALDI
27