HDFS读写数据流程

1.HDFS写数据流程解析

1）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。
2）NameNode返回是否可以上传。
3）客户端请求第一个 Block上传到哪几个DataNode服务器上。
4）NameNode返回3个DataNode节点，分别为dn1、dn2、dn3。
5）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。
6）dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
7）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。
8）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）。

2.关于写入数据失败的问题

（1）在5、6过程的建立请求和应答阶段，任意位置失败了写入数据直接失败。
（2）在7传输数据过程中，分两种情况：（a）如果在A处失败了，则写入数据失败。（b）如果在B、C两处失败，则返回写入数据成功。
原因是如果我设置了3个备份，现在已经有一个备份成功了，另外两个失败了会触发自动备份。DataNode1会再找两个节点将数据分发过去进行备份。

3.Hadoop2.x副本节点选择

机架感知说明官方文档
For the common case, when the replication factor is three, HDFS’s placement policy is to put one replica on one node in the local rack, another on a different node in the local rack, and the last on a different node in a different rack.
1.第一个副本再Client所处的节点上。如果客户端在集群外，随机选一个：
如上图所示，假设N1、N2、N3是一个集群的三个节点。
如果此时Client客户端是在R1上（集群外），则随机选取N1、N2、N3中的任意一个存放第一个副本。
如果此时Client客户端是在N1上（集群中），则直接选取N1（此时拓扑距离是0）存放第一个副本。

2.第二个副本和第一个副本位于相同机架，不同于副本一的节点。
如果此时第一个副本在N1上了，那么第二个副本可以随机的存放在（与N1是同一个）R1的N2或者N3中。

3.第三个副本位于不同机架，随机节点（但不会跨数据中心，即不会放在D2下的任意节点）。
如果此时第一个副本在D1下的R1下的N1，第二个副本在D1下的R1下的N2，那么第三个副本只能在D1下的R2或者R3下的子节点N1、N2、N3中的任意一个，不可能跑到D2的子节点下去。

4.HDFS读数据流程

1）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。
2）挑选一台DataNode（就近原则，然后随机）服务器，请求读取数据。
3）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）。
4）客户端以Packet为单位接收，先在本地缓存，然后写入目标文件。