• Hadoop中HDFS工作原理


    Hadoop其实并不是一个产品,而是一些独立模块的组合。主要有分布式文件系统HDFS和大型分布式数据处理库MapReduce。由于目前主要用到HDFS,所以这里看一下它的工作原理,以及相应的介绍下配置。

    什么是HDFS?Hadoop Distributed File System,字面意思,Hadoop分布式文件系统,通俗的讲,就是可以将不同节点的设备用来存储。它分为两个部分:NameNode和DateNode,NameNode相当于一个领导,它管理集群内的DataNode,当客户发送请求过来后,NameNode会根据情况指定存储到哪些DataNode上,而其本身自己并不存储真实的数据。那NameNode怎么知道集群内DataNode的信息呢?DataNode发送心跳信息给NameNode。

    下面工作原理我就直接copy了。。

    工作原理

    写操作:

    有一个文件FileA,100M大小。Client将FileA写入到HDFS上。

    HDFS按默认配置。

    HDFS分布在三个机架上Rack1,Rack2,Rack3。

     

    a. Client将FileA按64M分块。分成两块,block1和Block2;

    b. Client向nameNode发送写数据请求,如图蓝色虚线①------>。

    c. NameNode节点,记录block信息。并返回可用的DataNode,如粉色虚线--------->

        Block1: host2,host1,host3

        Block2: host7,host8,host4

        原理:

            NameNode具有RackAware机架感知功能,这个可以配置。

            若client为DataNode节点,那存储block时,规则为:副本1,同client的节点上;副本2,不同机架节点上;副本3,同第二个副本机架的另一个节点上;其他副本随机挑选。

            若client不为DataNode节点,那存储block时,规则为:副本1,随机选择一个节点上;副本2,不同副本1,机架上;副本3,同副本2相同的另一个节点上;其他副本随机挑选。

    d. client向DataNode发送block1;发送过程是以流式写入。

        流式写入过程,

            1>将64M的block1按64k的package划分;

            2>然后将第一个package发送给host2;

            3>host2接收完后,将第一个package发送给host1,同时client想host2发送第二个package;

            4>host1接收完第一个package后,发送给host3,同时接收host2发来的第二个package。

            5>以此类推,如图红线实线所示,直到将block1发送完毕。

            6>host2,host1,host3向NameNode,host2向Client发送通知,说“消息发送完了”。如图粉红颜色实线所示。

            7>client收到host2发来的消息后,向namenode发送消息,说我写完了。这样就真完成了。如图黄色粗实线

            8>发送完block1后,再向host7,host8,host4发送block2,如图蓝色实线所示。

            9>发送完block2后,host7,host8,host4向NameNode,host7向Client发送通知,如图浅绿色实线所示。

            10>client向NameNode发送消息,说我写完了,如图黄色粗实线。。。这样就完毕了。

    分析,通过写过程,我们可以了解到:

        写1T文件,我们需要3T的存储,3T的网络流量贷款。

        在执行读或写的过程中,NameNode和DataNode通过HeartBeat进行保存通信,确定DataNode活着。如果发现DataNode死掉了,就将死掉的DataNode上的数据,放到其他节点去。读取时,要读其他节点去。

        挂掉一个节点,没关系,还有其他节点可以备份;甚至,挂掉某一个机架,也没关系;其他机架上,也有备份。

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