1背景

hdfs(hadoop distributed file system,简称hdfs)是高度容错的(有错误可恢复)分布式文件系统,其本身基于流数据模式访问和处理超大文件的需要开发的。具备高容错、高可靠、高可扩展、高获得性、高吞吐率;

HDFS的架构

hdfs是hadoop集群最重要的成员之一,采用Master-Slave(主从)架构;NameNode(主)-DateNode(从);

NameNode:维护集群内的元数据(文件的属性),对外提供创建、打开、删除以及重命名的功能。

HDFS由四部分组成,HDFS Client、NameNode、DataNode和Secondary NameNode。
HDFS是一个主/从(Mater/Slave)体系结构,HDFS集群拥有一个NameNode和一些DataNode。NameNode管理文件系统的元数据,DataNode存储实际的数据。

hadoop hdfs组成 hdfs组成部分_文件系统

hadoop hdfs组成 hdfs组成部分_数据块_02

 

HDFS客户端:就是客户端。
1、提供一些命令来管理、访问 HDFS,比如启动或者关闭HDFS。
2、与 DataNode 交互,读取或者写入数据;读取时,要与 NameNode 交互,获取文件的位置信息;写入 HDFS 的时候,Client 将文件切分成 一个一个的Block,然后进行存储。

NameNode:即Master,
1、管理 HDFS 的名称空间。
2、管理数据块(Block)映射信息
3、配置副本策略
4、处理客户端读写请求。

DataNode:就是Slave。NameNode 下达命令,DataNode 执行实际的操作。
1、存储实际的数据块。
2、执行数据块的读/写操作。

Secondary NameNode:并非 NameNode 的热备。当NameNode 挂掉的时候,它并不能马上替换 NameNode 并提供服务。
1、辅助 NameNode,分担其工作量。
2、定期合并 fsimage和fsedits,并推送给NameNode。
3、在紧急情况下,可辅助恢复 NameNode。
 

NameNode:是整个文件系统的管理节点。

    它维护着1.整个文件系统的文件目录树,2.文件/目录的元信息和每个文件对应的数据块列表。3.接收用户的操作请求。

  • fsimage:元数据镜像文件。存储某一时段NameNode内存元数据信息。
  • edits:操作日志文件。
  • fstime:保存最近一次checkpoint的时间 以上这些文件是保存在linux的文件系统中。

总结:

NameNode维护着2张表:
1.文件系统的目录结构,以及元数据信息
2.文件与数据块(block)列表的对应关系
元数据存放在fsimage中,在运行的时候加载到内存中的(读写比较快)。
操作日志写到edits中。(类似于LSM树中的log)

(刚开始的写文件会写入到内存中和edits中,edits会记录文件系统的每一步操作,当达到一定的容量会将其内容写入fsimage中)

DateNode

  • 提供真实文件数据的存储服务。
  • 文件块(block):最基本的存储单位。对于文件内容而言,一个文件的长度大小是size,那么从文件的0偏移开始,按照固定的大小,顺序对文件进行划分并编号,划分好的每一个块称一个Block。
  • HDFS默认Block大小是128MB,以一个256MB文件,共有256/128=2个Block. 不同于普通文件系统的是,HDFS中,如果一个文件小于一个数据块的大小,并不占用整个数据块存储空间。ruc

      (这样设置可以减轻namenode压力,因为namonode维护者文件与数据块列表的对应大小)

  • Replication。多复本。默认是三个。(hdfs-site.xml的dfs.replication属性)