HDFS数据写入流程

hdfs 文件描述符 告警_数据


client发起文件上传请求,通过RPC与NameNode建立通讯,NameNode检查目标文件是否已存在,父目录是否 存在,返回是否可以上传;

client请求第一个block该传输到哪些DataNode服务器上;

NameNode根据配置文件中指定的备份数量及机架感知原理进行文件分配,返回可用的DataNode的地址如: A,B,C;

client请求3台DataNode中的一台A上传数据(本质上是一个RPC调用,建立pipeline),A收到请求会继续调用 B,然后B调用C,将整个pipeline建立完成,后逐级返回client;

client开始往A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(默认64K),A 收到一个packet就会传给B,B传给C;A每传一个packet会放入一个应答队列等待应答。

数据被分割成一个个packet数据包在pipeline上依次传输,在pipeline反方向上,逐个发送ack(命令正确应 答),最终由pipeline中第一个DataNode节点A将pipelineack发送给client;

关闭写入流。

当一个block传输完成之后,client再次请求NameNode上传第二个block到服务器。

HDFS文件读取流程

hdfs 文件描述符 告警_hdfs 文件描述符 告警_02


客户端通过调用FileSystem对象的open()来读取希望打开的文件。

Client向NameNode发起RPC请求,来确定请求文件block所在的位置;

NameNode会视情况返回文件的部分或者全部block列表,对于每个block,NameNode 都会返回含有该 block 副本的 DataNode 地址; 这些返回的 DN 地址,会按照集群拓扑结构得出 DataNode 与客户端的距离,然后进行排 序,排序两个规则:网络拓扑结构中距离 Client 近的排靠前;心跳机制中超时汇报的 DN 状态为 STALE,这样的排 靠后;

Client 选取排序靠前的 DataNode 来读取 block,如果客户端本身就是DataNode,那么将从本地直接获取数据(短 路读取特性);

底层上本质是建立 Socket Stream(FSDataInputStream),重复的调用父类 DataInputStream 的 read 方法, 直到这个块上的数据读取完毕;

并行读取,若失败重新读取

当读完列表的 block 后,若文件读取还没有结束,客户端会继续向NameNode 获取下一批的 block 列表;

返回后续block列表

最终关闭读流,并将读取来所有的 block 会合并成一个完整的最终文件。

HDFS数据完整性计算

hdfs 文件描述符 告警_hdfs 文件描述符 告警_03


数据写入之后进行数据首次校验,文件系统周期性进行校验,防止数据丢失。

读取数据之前进行数据校验,若两个校验相同,那么表示数据没有丢失,开始读取数据。

若两个校验不相同,那么表示数据有部分丢失,换到其他节点(相同副本的节点)读取数据。

HDFS 适用场景 一次写入,多次读出的场景,支持文件追加,但不支持在文件中间修改。