大數(shù)據(jù)HDFS讀寫數(shù)據(jù)的過程探究

讀數(shù)據(jù)

1. 跟namenode通信查詢元數(shù)據(jù)，找到文件塊所在的datanode服務(wù)器
2. 挑選一臺datanode(就近原則，然后隨機(jī))服務(wù)器，請求建立socket流
3. datanode開始發(fā)送數(shù)據(jù)(從磁盤里面讀取數(shù)據(jù)放入流，以packet為單位來做校驗(yàn))
4. 客戶端以packet為單位接收，現(xiàn)在本地緩存，然后寫入目標(biāo)文件

寫數(shù)據(jù)

1. 根namenode通信請求上傳文件，namenode檢查目標(biāo)文件是否已存在，父目錄是否存在
2. namenode返回是否可以上傳
3. client請求第一個 block該傳輸?shù)侥男ヾatanode服務(wù)器上
4. namenode返回3個datanode服務(wù)器ABC
5. client請求3臺dn中的一臺A上傳數(shù)據(jù)(本質(zhì)上是一個RPC調(diào)用，建立pipeline)，A收到請求會繼續(xù)調(diào)用B，然后B調(diào)用C，將真?zhèn)€pipeline建立完成，逐級返回客戶端
6. client開始往A上傳第一個block(先從磁盤讀取數(shù)據(jù)放到一個本地內(nèi)存緩存)，以packet為單位，A收到一個packet就會傳給B，B傳給C;A每傳一個packet會放入一個應(yīng)答隊(duì)列等待應(yīng)答
7. 當(dāng)一個block傳輸完成之后，client再次請求namenode上傳第二個block的服務(wù)器。

網(wǎng)絡(luò)故障，臟數(shù)據(jù)如何解決?

DataNode 失效等問題，這些問題 HDFS 在設(shè)計(jì)的時候都早已考慮到了。下面來介紹一下數(shù)據(jù)損壞處理流程：

• 當(dāng) DataNode 讀取 block 的時候，它會計(jì)算 checksum。
• 如果計(jì)算后的 checksum，與 block 創(chuàng)建時值不一樣，說明該 block 已經(jīng)損壞。
• Client 讀取其它 DataNode上的 block。
• NameNode 標(biāo)記該塊已經(jīng)損壞，然后復(fù)制 block 達(dá)到預(yù)期設(shè)置的文件備份數(shù) 。
• DataNode 在其文件創(chuàng)建后驗(yàn)證其 checksum。

讀寫過程，數(shù)據(jù)完整性如何保持?

通過校驗(yàn)和。因?yàn)槊總€chunk中都有一個校驗(yàn)位，一個個chunk構(gòu)成packet，一個個packet最終形成block，故可在block上求校驗(yàn)和。

HDFS 的client端即實(shí)現(xiàn)了對 HDFS 文件內(nèi)容的校驗(yàn)和 (checksum) 檢查。當(dāng)客戶端創(chuàng)建一個新的HDFS文件時候，分塊后會計(jì)算這個文件每個數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)和，此校驗(yàn)和會以一個隱藏文件形式保存在同一個 HDFS 命名空間下。當(dāng)client端從HDFS中讀取文件內(nèi)容后，它會檢查分塊時候計(jì)算出的校驗(yàn)和(隱藏文件里)和讀取到的文件塊中校驗(yàn)和是否匹配，如果不匹配，客戶端可以選擇從其他 Datanode 獲取該數(shù)據(jù)塊的副本。

HDFS中文件塊目錄結(jié)構(gòu)具體格式如下：

${dfs.datanode.data.dir}/  
├── current  
│ ├── BP-526805057-127.0.0.1-1411980876842  
│ │ └── current  
│ │ ├── VERSION  
│ │ ├── finalized  
│ │ │ ├── blk_1073741825  
│ │ │ ├── blk_1073741825_1001.meta  
│ │ │ ├── blk_1073741826  
│ │ │ └── blk_1073741826_1002.meta  
│ │ └── rbw  
│ └── VERSION  
└── in_use.lock 

in_use.lock表示DataNode正在對文件夾進(jìn)行操作

rbw是“replica being written”的意思，該目錄用于存儲用戶當(dāng)前正在寫入的數(shù)據(jù)。

Block元數(shù)據(jù)文件(*.meta)由一個包含版本、類型信息的頭文件和一系列校驗(yàn)值組成。校驗(yàn)和也正是存在其中。

當(dāng)前文章：大數(shù)據(jù)HDFS讀寫數(shù)據(jù)的過程探究
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