[toc]

一、HDFS写数据流程

1. 剖析文件写入

image.png

数据写入流程

  1. 客户端通过Distributed FileSystem模块向NameNode请求上传文件,NameNode检查目标文件是否已存在,父目录是否存在(权限认证)。
  2. NameNode返回是否可以上传。
  3. 客户端请求第一个 Block上传到哪几个DataNode服务器上。
  4. NameNode返回3个DataNode节点,分别为dn1、dn2、dn3。
  5. 客户端通过FSDataOutputStream模块请求dn1上传数据,dn1收到请求会继续调用dn2,然后dn2调用dn3,将这个通信管道建立完成。
  6. dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
  7. 客户端开始往dn1上传第一个Block(先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存),以Packet为单位,dn1收到一个Packet就会传给dn2,dn2传给dn3;dn1每传一个packet会放入一个应答队列等待应答。
  8. 当一个Block传输完成之后,客户端再次请求NameNode上传第二个Block的服务器。(重复执行3-7步)。

2. 网络拓扑-节点距离计算和节点选择

1. 副本存储节点选择问题?

image.png

数据上传过程中,当客户端数据块要上传到哪个节点上时,NN进行根据节点状态进行调度节点列表,那么,NameNode会选择距离待上传数据最近距离的DataNode接收数据。那么这个最近距离怎么计算呢????

2. 节点距离计算

节点距离:两个节点到达最近的共同祖先的距离总和。

image.png

例如,假设有数据中心d1机架r1中的节点n1。该节点可以表示为/d1/r1/n1。利用这种标记,这里给出四种距离描述。
大家算一算每两个节点之间的距离。
image.png

2. 网络拓扑-节点选择

1. 官方说明

http://hadoop.apache.org/docs/r3.1.3/hadoop-project-dist/hadoop-hdfs/HdfsDesign.html#Data_Replication
image.png

2. 源码查看

Crtl + n 查找 BlockPlacementPolicyDefault,在该类中查找chooseTargetInOrder 方法。

3. 副本节点选择

image.png

  1. 第一个副本在Client所处的节点上。如果客户端在集群外,随机选一个。
  2. 第二个副本在另一个机架的随机一个节点。
  3. 第三个副本在第二个副本所在机架的随机节点。

二、HDFS读数据流程

image.png

  1. 客户端通过DistributedFileSystem向NameNode请求下载文件,NameNode通过查询元数据,找到文件块所在的DataNode地址。
  2. 挑选一台DataNode(就近原则,然后随机)服务器,请求读取数据。
  3. DataNode开始传输数据给客户端(从磁盘里面读取数据输入流,以Packet为单位来做校验)。
  4. 客户端以Packet为单位接收,先在本地缓存,然后写入目标文件。

Q.E.D.


只有创造,才是真正的享受,只有拚搏,才是充实的生活。