导语

小白和喵先生觉得今天天气不错去了一家图书馆，路上小白问喵先生什么是hdfs，喵先生说：hdfs又称分布式文件系统，它运作原理就像图书馆运作原理一样，你听我慢慢道来：

1、借书 像hdfs读取文件

喵先生对小白说：“咱们去图书馆借书，肯定是4个步骤”

1. 我们先到引导台检索图书在哪。
2. 引导台会告诉书在哪个书架。
3. 走到相应的书架上找到要借阅的书。
4. 带着书在引导台处登记下，离开。

翻译过来就是以下的流程：

1. 我们指hdfs client 用来连接hdfs的客户端、 引导台指namenode 用来存储数据的信息以及所在路径，例如：book
   /home/foo/data 3**

2. 此时当我们知道书架位置后是我们直接与书架打交道，所以这里的引导台（namenode）类似于负载的作用

3. 书架指datanode，用来存放真实数据的地方，由于书可以在书架上存放多个副本，所以这里的数据也一样会备份多个放在多个datanode上，存储的格式是像以block（文件)形式存放 /home/foo/data/file1, /home/foo/data/file2…以及用于校验数据的本身md5值（用于校验后文件是否损坏的一种方式）。

4. 当书被借走后，由于datanode与namenode保持着心跳，所以将书被借走的信息同步给namenode让其更新下元数据

   小白点点头:“太形象啦”

2、新增图书 像hdfs写文件

突然就在他们要走出图书馆的时候，发现这时图书管理员拿了一堆新书——《数据猿温大大》准备上架

喵先生打趣的跟小白说：”嘿嘿，录入图书的过程就像hdfs的写入一样，3步走：

1. 引导台处查询是否由重复的数据，没有则进行上架
2. 为了安全考虑，管理员将书第1本放到了当前最近位置，然后副本分别放到了其他书架
3. 最后管理员将这堆《数据猿温大大》分别放置到不同的书架上，这个过程运用了一种类似并行处理的方式

翻译过来就是以下流程：

1. 管理员指hdfs client，首先在namenode上查询有没有这个数据的记录，没有则记录元数据。
2. namenode根据一个hdfs放置策略，决定每个副本放到哪个datanode上，策略是：第1个副本肯定是放在跟hdfs clint所在同一个机架M1上一台服务器A，第2个副本会放到机架M2上一台服务器上B，第3个副本放到同一个机架M2的C.

3. 管理员(hdfs clint)只与第一个服务器A建立tcp连接，A与B建立tcp连接，B与C建立tcp连接，A\B\C之间的连接就叫pipeline，同时hdfs clint将block（文件）切割成更小的单位packet，假设共需要备份3个packet传输, 且服务器之间传输1个packet耗时1毫秒，最终目标是需4个packet都备份到ABC服务器上：
   通过这种pipeline类似并行处理方式：在这里插入图片描述

第1个packet传递过程：当hdfs clint将第1个packet(p1)传输给A时，A接收(p1)，B等待传输，C等待传输，耗时1毫秒

第2个packet传递过程：当hdfs clint将第2个packet(p2)传输给A时，A接收(p2)的同时会传输p1给B，C等待传输，耗时1毫秒

第3个packet传递过程：当hdfs clint将第3个packet(p3)传输给A时，A接收(p3)的同时会传输p2给B，B接收(p2)的同时会传输p1给C，C接收p1，耗时1毫秒

第4个packet传递过程：当hdfs clint将第4个packet(p4)传输给A时，A接收(p4)的同时会传输p3给B，B接收(p3)的同时会传输p2给C，C接收p2，耗时1毫秒

最后，C接收p3/p4，耗时2毫秒

最终同步4个packet共耗时6毫秒，所以能看到这种pipeline像管道流水一样，能加快备份

3、假如namenode数据丢失怎么办，secondnamenode来帮忙：

小白听了后，略有所思说到：“namenode太重要了，负责映射真实数据与文件，万一它那天宕机了咋办呢。”

喵先生先是一愣，赶紧说到：“好问题，目前有2种方法用于恢复数据，

第一种通过记录日志文件，好处是：完整性好，什么操作都会被记录下来；缺点是：服务器运行越久日志数据越大，这样恢复也慢”

第二种通过镜像或快照，好处是：通过基于某个时间点做数据的同步，恢复时间特别快；

缺点是：IO消耗高并且同步伴随着时间间隔，可能会丢数据

hdfs采纳了日志与镜像的优点：开机时通过FsImage做镜像+通过EdisLog记录增量的文件，此过程就是由secondnamenode来做的，定时将FsImage做镜像+通过EdisLog记录增量生成新的FsImage镜像，定时传给namenode，便于namenode定时恢复（期间省略了新镜像合并过程）.

小白听了总结道：“secondname就是用来帮namenode做备份的呗，便于namenode数据丢失后快速恢复”

喵先生满意的点了点头。

絮叨
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