HDFS的读写流程和文件块大小设置

仅供复习时使用。
HDFS写入数据:

1. client端按128MB的块切分文件。
   
   注意：

• 在数据流式传输过程中，最小传输单位是Packet，大小为64k，其中Packet是由512bytes的chunk和4bytes的chunksum（chunk校验码）组成；
• 客户端向NameNode发出写文件请求。
• client将NameNode返回的分配的可写的DataNode列表和Data数据一同发送给最近的第一个DataNode节点，此后client端和NameNode分配的多个DataNode构成pipeline管道，client端向输出流对象中写数据。client每向第一个DataNode写入一个packet，这个packet便会直接在pipeline里传给第二个、第三个…DataNode。
  （注：并不是写好一个块或一整个文件后才向后分发）
• datanode之间传递时，数据会产生一个ACK队列（里面存放的就是Packet数据），即一个缓冲区队列，当应答成功后（要注意应答也是从后往前，逐级应答的，收到了应答说明这个节点之后的节点已经完成写入操作），缓冲区内的数据才会被删除；
• 一个Block传输完成后，客户端再次请求 NameNode 上传第二个 Block 的服务器。（重复图中步骤）

datanode写入数据过程中如果发生故障：首先关闭管线，队列中的数据的所有数据包都添加到数据队列的最前端，（确保故障节点下游的datanode不会漏掉任何一个数据；另一正常的datanode的当前数据块指定一个标识，并发送给namenode，方便在后续故障datanode恢复后删除存储的部分数据；）然后从管道线中删除故障datanode，基于正常的datanode重新建立管道线，余下的数据块写入管道中正常的datanode；

HDFS读数据:

读取DataNode的选择条件：

1、与客户端的距离；2、负载均衡；
（1）客户端通过 DistributedFileSystem 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向输入流中中写数据，以packet为单位来校验。
（4）关闭输入流。

文件块大小和小文件处理：
HDFS中的文件在物理上是分块存储（Block），块的大小可以通过配置参数（dfs.blocksize）来规定，默认大小在Hadoop2.x和3.x中是128M，在1.x中式64M；
为什么这么定大小：
​ 比如寻址时间是10ms，而寻址时间为传输时间的1%时为最佳状态，即传输时间大致为1秒，现在硬盘的传输速度约为100MB/S，所以大致为128MB，为什么不选100MB，因为磁盘是以1024为基础单位的；
为什么块的大小不能太大，也不能太小；
​ 块太小，会增加大量的寻址时间，程序一直在找块的位置；
​ 块太大，磁盘传输时间太长，导致程序在处理这个块时，非常慢；

补充内容：
2NN的作用：
第一阶段：NameNode启动
（1）第一次启动 NameNode 格式化后，创建 Fsimage 和 Edits 文件。如果不是第一次启动，直接加载编辑日志和镜像文件到内存。
（2）客户端对元数据进行增删改的请求。
（3）NameNode 记录操作日志，更新滚动日志。
（4）NameNode 在内存中对元数据进行增删改。

fsimage:元数据镜像文件（文件系统的目录树。）
edits：元数据的操作日志（针对文件系统做的修改操作记录）
namenode内存中存储的是=fsimage+edits

存储数据位置：fsimage(存储着HDFS文件系统的所有目录和文件inode的序列化信息);
Edits文件：追加内容（只记录过程，不计算结果）；
服务器启动后：fsimage和Edits文件会综合数据，并存入内存中，开始工作；（启动时会进行一次合并）可以看成NameNode启动的时候就将Fsimage和Edits文件进行了合并。

2NN作用：定期帮助这两个文件进行合并；
(了解)
在hadoop102主服务器中/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/name/current目录中有这两种文件；
在hadoop104secondaryNameNode所在服务器中/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/namesecondary/current目录中也有这两种文件；
两个目录的文件内容差不多，但102主服务器中会多一个edits_inprogress_…（镜像文件）文件和一个seen_txid文件（保存最后一个edits的数字）；
seen_txid文件保存的是一个数字，就是最后一个edits_的数字