HDFS启动及读写过程（读书笔记）

HDFS启动过程

整个启动过程分为两个部分：

1、namenode启动

（1）第一次启动namenode格式化后，创建fsimage和edits（在namenode所在结点的hadooop/data目录下）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，namenode记录操作日志，更新滚动日志。

（3）namenode在内存中对数据进行增删改查

2、secondary namenode启动

（1）Secondary NameNode询问namenode是否需要checkpoint，如果需要，secondary namenode请求主namenode停止正在编辑的日志“edits_inprogress_*”，新的编辑操作记录到新的edits_inprogress_文件中，主namenode更新seen_txid文件

（2）secondary namenode从主namenode拉取镜像文件和编辑日志

（3）secondary namenode将镜像文件加载至内存，执行编辑日志中的事务，合并镜像文件和未融合的编辑日志成 fsimage_*.ckpt文件

（4）secondary namenode将新的镜像文件发送到主namenode，主namenode将其保存为临时的  fsimage_*.ckpt 文件

（5）主namenode将 fsimage_*.ckpt重命名为 fsimage 文件

 

注意：当namenode处在安全模式时，可以通过hdfs dfsadmin -saveNamespace创建检查点

HDFS读过程

hdfs读数据流程：

（1）实例化FileSystem，然后客户端(client)用FileSystem的open()函数打开文件

（2）FileSystem用RPC调用元数据节点，得到文件的数据块信息，元数据节点返回保存数据块的数据节点的地址，如果数据块和客户端在一个节点上，客户端将绕过网络从磁盘直接读取数据，叫做“短回路本地读”。

（3）FileSystem返回FSDataInputStream给客户端，用来读取数据，客户端调用stream的read()函数开始读取数据。

（4）DFSInputStream连接保存此文件第一个数据块的最邻近的数据节点，data从数据节点读到客户端(client)

（5）当此数据块读取完毕时，DFSInputStream关闭和此数据节点的连接，然后连接此文件下一个数据块的最近的数据节点。

（6）当客户端读取完毕数据的时候，调用FSDataInputStream的close()。

（7）在读取数据的过程中，如果客户端在与数据节点通信出现错误，则尝试连接包含此数据块的另外一个最近datanode读取数据。失败的数据节点将被记录，以后不再连接。

（8）输入流会通过校验和确认从datanode获取的数据是否完整。如果有损坏，输入流会将坏块报告给namenode，并从其他datanode读取该块的副本

 

 

 

 

hadoop确认邻近节点

海量数据处理的主要限制因素就是数据的传输速率——带宽。将两个节点见得带宽作为距离的衡量标准。

可用带宽的顺序（递减）：

• 同一节点的进程
• 同一机架的不同节点
• 同一数据中心的不同机架上的节点
• 不同数据中心的节点

 

 

 

 

 

hdfs写过程

 

（1）初始化FileSystem，客户端调用create()来创建文件

（2）FileSystem用RPC调用元数据节点，在文件系统的命名空间中创建一个新的文件，元数据节点首先确定文件原来不存在，并且客户端有创建文件的权限，然后创建新文件。

（3）FileSystem返回DFSOutputStream，客户端用于写数据，客户端开始写入数据。

（4）DFSOutputStream将数据分成块，写入data queue。data queue由Data Streamer读取，并通知元数据节点分配数据节点，用来存储数据块(每块默认复制3块)。分配的数据节点放在一个pipeline里。Data Streamer将数据块写入pipeline中的第一个数据节点。第一个数据节点将数据块发送给第二个数据节点。第二个数据节点将数据发送给第三个数据节点。

（5）DFSOutputStream为发出去的数据块保存了ack queue，等待pipeline中的数据节点告知数据已经写入成功。

（6）当客户端结束写入数据，则调用stream的close函数。此操作将所有的数据块写入pipeline中的数据节点，并等待ack queue返回成功。最后通知元数据节点写入完毕。

（7）如果数据节点在写入的过程中失败，关闭pipeline，将ack queue中的数据块放入data queue的开始，当前的数据块在已经写入的数据节点中被元数据节点赋予新的标示，则错误节点重启后能够察觉其数据块是过时的，会被删除。失败的数据节点从pipeline中移除，另外的数据块则写入pipeline中的另外两个数据节点。元数据节点则被通知此数据块是复制块数不足，将来会再创建第三份备份