HDFS读写流程

闲暇之余，梳理了一下HDFS的读、写数据流程。

（一）下图是HDFS读数据流程图：

HDFS读数据流程.png

• 1、客户端向NameNode建立通信发送请求读取某文件，例如：读取/aa/...txt文件。
• 2、NameNode获取文件的元数据信息（名称空间、block块信息，副本数量），并将目标文件的元信息返回给客户端。

在这里：
①文件名为/aa/...txt，
②每个数据块有3个副本，
③共有BLK_1、BLK_2、BLK_3三个数据块组成，
④BLK_1存储在DN1、DN3、DN4节点上，BLK_2存储在DN1、DN4、DN5节点上，BLK_3存储在DN2、DN3、DN5节点上。

• 3、客户端选择其中的一个节点（如图去DN1上）去请求读取BLK_1。

这里选择节点遵循就近原则，然后随机。

• 4、DN1将BLK_1数据传输给客户端。
• 5、客户端继续选择其中一个节点（如图DN4上）去请求读取BLK_2。
• 6、DN4将BLK_2数据传输给客户端，客户端将BLK_2数据追加到BLK_1数据后面，这里有个追加的过程。
• 7、客户端继续选择其中一个节点（例如DN2上）去请求BLK_3。
• 8、DN2节点将BLK_3数据传输给客户端，客户端将BLK_3数据追加到BLK_2后面，最后合并形成一个文件。

（二）下图是HDFS写数据流程图：

HDFS写数据流程.png

• 1、客户端与NameNode建立通信，请求上传数据。NameNode检查目标文件是否存在，父目录是否存在。
• 2、NameNode响应客户端是否可以上传，如图，可以上传。
• 3、客户端会先对文件进行切分，比如一128M切分成一个BLK块。如图文件大小是300M就会被切分成3个块：两个128M，一个44M。客户端向NameNode请求上传第一个block所需要传输到哪些DN服务器上。
• 4、NameNode返回DN服务器信息（DN1、DN3、DN4）。

在这里，考虑因素：空间和距离
DataNode选择策略：
①第一个副本先考虑与client最近的(同机架)
②第二个副本再考虑跨机架挑选一个datanode，增加副本可靠性
③第三个副本在第一个副本同机架另外挑选一台datanode存放
配置机架感知，知道哪个datanode放在哪个机架。

• 5、客户端向DN1请求建立传输通道channel，DN1向DN3请求建立传输通道channel，DN3向DN4请求建立传输通道channel。
• 6、DN4建立好传输通道后会反向向DN3回应应答成功，同理DN3反向向DN1回应应答成功，DN1反向向客户端回应应答成功，传输通道channel已建立。
• 7、客户端开始传输BLK数据块（先从磁盘读取数据存储到一个本地内存缓存)，以packet为单位（一个packet为64kb），写入数据的时候DataNode会进行数据校验，并不是通过packet为单位校验，而是以chunk为单位校验（512byte），DN1收到第一个packet就会传给DN3，DN3传给DN4；DN1每传一个packet就会放入一个应答队列等待应答。

在这里，block一个上传成功就算成功了，之后NameNode会做一步同步操作。

• 8、当第一个block上传完成后，客户端再次请求NameNode上传第二个block块。NameNode返回客户端第二个block块可上传的DataNode服务器节点信息。