HDFS架构设计和MapReduce2架构设计

HDFS架构设计

NameNode:
存储:文件系统的命名空间，文件名称，文件目录结构，文件的属性（权限 创建时间 副本数），文件对应哪些数据块 –> 这些数据块对应哪些DataNode节点上。
不会持久化存储这个映射关系，是通过集群的启动和运行时，DataNode定期发送blockReport给NameNode，以此NameNode在【内存】中动态维护这种映射关系
作用：管理文件系统的命名空间。它维护着文件系统树及整棵树内所有的文件和目录。
这些信息以两个文件形式永久保存在本地磁盘上：命名空间镜像文件fsimage和编辑日志文件editlog。
DataNode：
存储:数据块和数据块校验和
与Namenode通信:每隔3秒发送一个心跳包，每十次心跳发送一次blockReport
作用(主要):读写文件的数据块
Scondary NameNode

存储:命名空间镜像文件fsimage 和 编辑日志editlog
作用:定期合并fsimage+editlog文件为新的fsimage推送给namenode.俗称检查点动作,checkpoint.
副本放置策略

第一副本：放置在上传文件的DataNode上；如果是集群外提交，则随机挑选一台磁盘不太慢、CPU不太忙的节点上
第二副本：放置在与第一个副本不同的机架的节点上
第三副本：与第二个副本相同机架的不同节点上
如果还有更多的副本：随机放在节点中
HDFS读流程

Client通过FileSystem.open()方法，去与NameNode进行rpc通信，返回该文件的部分或全部的block列表(也包含该列表各block的分布在Datanode地址的列表)，也就是返回FSDataInputStream对象
Client调用FSDataInputStream.read()方法，与第一个块的最近的Datanode进行read，读取完毕后会check，若sucessful，会关闭与当前Datanode通信；若check file，会记录失败的块和Datanode信息，下次就不会读取，那么就会去该块的第二个Datanode地址读取；
然后去第二个块的最近的Datanode上的进行读取,check后,会关闭与此datanode的通信；
假如block列表读取完了,文件还未结束,那么FileSystem会从Namenode获取下一批的block的列表；
Client调用FSDataInputStream.close()方法，关闭输入流
HDFS写流程

Client调用FileSystem.create()方法，去与Namenode进行rpc通信，check该路径的文件是否存在以及有没有权限创建该文件，假如ok，就创建一个新文件，但是并不关联任何block，返回一个FSDataOutputStream对象；假如not ok，就返回错误信息,所以写代码要try-catch
Client调用FSDataOutputStream.write()方法，将第一个块写入第一个Datanode，第一个Datanode写完传给第二个节点，第二个写完传给第三节点，当第三个节点写完返回一个ackpacket给第二个节点，第二个返回一个ackpacket给第一个节点，第一个节点返回ackpacket给FSDataOutputStream对象，意思标识第一个块写完，副本数为3；然后剩余的块依次这样写
当向文件写入数据完成后,Client调用FSDataOutputStream.close()方法,关闭输出流,flush缓存区的数据包;
再调用FileSystem.complete()方法,告诉Namenode节点写入成功

MapReduce2架构设计，相同叫法（MapReduce提交到Yarn的工作流程，Yarn的工作流程，Yarn的架构设计）

shuffle洗牌的工作原理图