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环境：hadoop 版本 3.3.6
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架构

HDFS

HDFS 架构总结如下：

• a master/slave architecture 一主多从架构
• a file is split into one or more blocks and these blocks are stored in a set of DataNodes 一个文件会被拆分成1或者多个 block (块)，然后存储在 DN 上
• NameNode：NN
  • file system namespace 文件系统命名空间
  • 执行文件系统的命名空间操作：打开、关闭、重命名文件或者文件目录
  • 记录数据 block (块) 对应的 DN
• DataNode：DN

HDFS 组件职责

• NN
  • 维护和管理文件系统的命名空间
  • 副本策略
  • Block 的映射信息
  • 处理客户端读写请求
• DN
  • 存储 Block
  • 真正执行数据块的读写操作
• Client
  • 与 NN 交互，获取到文件的元数据信息
  • 与 DN 交互，执行数据块的读写操作
  • 管理 HDFS
• SNN：Secondary NameNode
  • 不是 NN 的热备
  • 分担一些 NN 工作量：定期合并 FsImage Edits 完成后推送到 NN
• Block
  • hadoop3.x 默认大小 128M

副本

For the common case, when the replication factor is three, HDFS’s placement policy is to put one replica on the local machine if the writer is on a datanode, otherwise on a random datanode in the same rack as that of the writer, another replica on a node in a different (remote) rack, and the last on a different node in the same remote rack.

上述两个机架，一个机架三台机器。

通常情况下，副本因子为3

• 第一个副本：client 所处的节点上，如果 client 在集群外，在相同机架上(rack)随机选择一个
• 第二个副本：在另外一个机架上随机选择一个节点
• 第三个副本：在第二个副本所在机架上随机选择一个节点(与二个副本不在一个节点)

HDFS数据写入流程

先来张图，如下

• 客户端发送请求 put 一个文件，由 NN 根据元数据判断文件是否存在，是否具备权限，根据副本摆放策略，返回响应数据给 client 端
• client 根据响应数据，将第一个 block 写入 DN1 , DN1、DN2、DN3 之间会同步数据，而不是由 client 执行

NN 工作原理

老规矩上个图易理解

重点总结如下：

• NN 元数据采取的是 内存+磁盘的方式管理
  • FsImage
  • Edits 每次操作都以追加的方式写入日志
  • 完整的元数据信息 = FsImage + Edits
• 相关配置
  • dfs.namenode.checkpoint.txns
  • dfs.namenode.checkpoint.period

DN 工作原理

老规矩上图

• 向 NN 发起注册
• Block 信息汇报
  • dfs.blockreport.intervalMsec
• DN 发起心跳
  • ​dfs.heartbeat.interval （默认 3秒）
  • dfs.namenode.heartbeat.recheck-interval (再次 recheck 默认 5分钟)
• 超时掉线 10分钟30秒 检测不到心跳，直接掉线
  • timeout = 2 * heartbeat.recheck.interval + 10 * dfs.heartbeat.interval

结束

至此，HDFS 架构 就结束了，如有疑问，欢迎评论区留言。