Hadoop HDFS
一。组成:
1)HDFS集群包括,NameNode和DataNode以及Secondary Namenode。
2)NameNode负责管理整个文件系统的元数据,以及每一个路径(文件)所对应的数据块信息。
3)DataNode 负责管理用户的文件数据块,每一个数据块都可以在多个datanode上存储多个副本。
4)Secondary NameNode用来监控HDFS状态的辅助后台程序,每隔一段时间获取HDFS元数据的快照。
二。写数据流程:
1)客户端向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。
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)
三。读数据流程
1)客户端向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放入流,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。
四。NameNode工作机制
1)第一阶段:namenode启动
(1)第一次启动namenode格式化后,创建fsimage和edits文件。如果不是第一次启动,直接加载编辑日志和镜像文件到内存。
(2)客户端对元数据进行增删改的请求
(3)namenode记录操作日志,更新滚动日志。
(4)namenode在内存中对数据进行增删改查
2)第二阶段:Secondary NameNode工作
(1)Secondary NameNode询问namenode是否需要checkpoint。直接带回namenode是否检查结果。
(2)Secondary NameNode请求执行checkpoint。
(3)namenode滚动正在写的edits日志
(4)将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Secondary NameNode
(5)Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存,并合并。
(6)生成新的镜像文件fsimage.chkpoint
(7)拷贝fsimage.chkpoint到namenode
(8)namenode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage
五。DataNode工作机制
1)一个数据块在datanode上以文件形式存储在磁盘上,包括两个文件,一个是数据本身,一个是元数据包括数据块的长度,块数据的校验和,以及时间戳。
2)DataNode启动后向namenode注册,通过后,周期性(1小时)的向namenode上报所有的块信息。
3)心跳是每3秒一次,心跳返回结果带有namenode给该datanode的命令如复制块数据到另一台机器,或删除某个数据块。如果超过10分钟没有收到某个datanode的心跳,则认为该节点不可用。
4)集群运行中可以安全加入和退出一些机器
六。HDFS HA高可用