一、HDFS 写数据流程

剖析文件写入：
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  • 客户端通过 Distributed FileSystem 模块向 NameNode 请求上传文件，NameNode 检查目标文件是否已存在，父目录是否存在。

  • NameNode 返回是否可以上传。

  • 客户端请求第一个 Block 上传到哪几个 DataNode 服务器上。

  • NameNode 返回 3 个 DataNode 节点，分别为 dn1、dn2、dn3。
  • 客户端通过 FSDataOutputStream 模块请求 dn1 上传数据，dn1 收到请求会继续调用 dn2， 然后 dn2 调用 dn3，将这个通信管道建立完成。
  • dn1、dn2、dn3 逐级应答客户端。
  • 客户端开始往 dn1 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，dn1 收到一个 Packet 就会传给 dn2，dn2 传给 dn3;dn1 每传一个 packet 会放 入一个应答队列等待应答。
  • 当一个 Block 传输完成之后，客户端再次请求 NameNode 上传第二个 Block 的服务器。 (重复执行 3-7 步)。

二、网络拓扑

2.1、节点距离计算

在 HDFS 写数据的过程中，NameNode 会选择距离待上传数据最近距离的 DataNode 接 收数据。那么这个最近距离怎么计算呢?
节点距离:两个节点到达最近的共同祖先的距离总和。

Distance(/d1/r1/n0, /d1/r1/n0)=0(同一节点上的进程)
Distance(/d1/r1/n1, /d1/r1/n2)=2(同一机架上的不同节点)

Distance(/d1/r2/n0, /d1/r3/n2)=4(同一数据中心不同机架上的节点)
Distance(/d1/r2/n1, /d2/r4/n1)=6(不同数据中心的节点) 

  1. <br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2019/png/123577/1571701603734-1f824441-1faf-4c7e-b2ce-1097d3242d93.png#align=left&display=inline&height=440&name=image.png&originHeight=880&originWidth=2106&size=88964&status=done&width=1053)

2.2、机架感知(副本存储节点选择)

2.2.1、机架感知说明(官方文档)

http://hadoop.apache.org/docs/r2.7.2/hadoop-project-dist/hadoop-hdfs/HdfsDesign.html#Data_Replication

2.2.2、Hadoop2.7.2 副本节点选择

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三、HDFS读数据流程

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  • 客户端通过 Distributed FileSystem 向 NameNode 请求下载文件，NameNode 通过查询元数据，找到文件块所在的 DataNode 地址。
  • 挑选一台 DataNode(就近原则，然后随机)服务器，请求读取数据。
  • DataNode 开始传输数据给客户端(从磁盘里面读取数据输入流，以 Packet 为单位来做校 验)。
  • 客户端以 Packet 为单位接收，先在本地缓存，然后写入目标文件