hdfs的伪分布式的工做原理

【简介】

一、hdfs架构

hdfs伪分布式架构只须要有三个部分便可，NameNode是老大，DataNode是小弟，Secondary NameNode是助理。

客户端Client跟NameNode通讯（RPC通讯机制，后面会介绍），Secondary NameNode负责数据的同步。

二、元数据的存储细节

NameNode的元数据是存放在内存当中的。

数据解读：有一个文件/test/a.log，保存了3个副本，一共被切分红了两块，第一块分别存放在了那几个地方，第二块存放在了那几个地方。

客户端须要下载该文件的时候，首先查询NameNode的元数据，知道该文件分红了哪几块，首先去h0机器下载blk_1，而后去h0下载blk_2，若是h0的blk_2损坏了（如何判断损坏?校验和机制），那么会根据路由器的就近原则去h2下载blk_2,以此类推，将这个文件下载下来。

【NameNode的工做原理】

NameNode是整个文件系统的管理节点。它维护着整个文件系统的文件目录树，文件/目录的元信息和每一个文件对应的数据块列表（元素据）。接收用户的操做请求。

NameNode的文件包括三种，这些文件是保存在linux的文件系统中。：

    （1）fsp_w_picpath:元数据镜像文件。存储某一时段NameNode内存元数据信息，有Secondary NameNode负责同步，某一时段，说明并不能实时同步。

    （2）edits:操做日志文件。

    （3）fstime:保存最近一次checkpoint的时间，还原点。

一、NameNode的原理

Namenode始终在内存中保存metedata，用于处理“读请求”

    （1）到有“写请求”到来时，namenode会首先写editlog到磁盘，即向edits文件中写日志，成功返回后，才会修改内存，而且向客户端返回

    （2）Hadoop会维护一个fsp_w_picpath文件，也就是namenode中metedata的镜像，可是fsp_w_picpath不会随时与namenode内存中的metedata保持一致，而是每隔一段时间经过Secondary namenode将fsp_w_picpath合并edits文件来更新内容。

二、Secondary NameNode的原理

Secondary NameNode是HA（高可靠行）的一个解决方案。但不支持热备（实时同步）。配置便可。

执行过程：从NameNode上下载元数据信息（fsp_w_picpath,edits），而后把两者合并，生成新的fsp_w_picpath，在本地保存，并将其推送到NameNode，替换旧的fsp_w_picpath.

默认在安装在NameNode节点上，但这样...不安全！

三、Secondary NameNode的工做流程

（1）secondary通知namenode切换edits文件，生成edits.new

（2）NameNode复制edits和fsp_w_picpath文件，传递给secondary从namenode(经过http)

（3）secondary将fsp_w_picpath载入内存，而后开始合并edits，生成fsp_w_picpath.ckpt

（4）secondary经过http post将fsp_w_picpath.ckpt发送给NameNode

（5）NameNode将fsp_w_picpath替换为fsp_w_picpath.ckpt

（6）NameNode将eidts替换为edits.new

 (7)等待下一次的同步（checkpoint）

什么时候进行checkpoint？两种状况下会进行checkpoint：

（1）fs.checkpoint.period 指定两次checkpoint的最大时间间隔，默认3600秒。即每隔3600秒checkpoint一次。 

（2）fs.checkpoint.size规定了edits文件的最大值，一旦超过这个值则强制checkpoint，无论是否到达最大时间间隔。默认大小是64M。

【DateNode的工做原理】

（1）提供真实文件数据的存储服务。

（2）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.

（3）不一样于普通文件系统的是，HDFS中，若是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

（4）Replication。多复本。默认是三个。

【总结】

虽然伪分布式如今再也不用，可是这些概念和思想仍是很是重要的。