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一、HDFS 写数据流程
HDFS 文件写入流程图如下：三个模块（客户端、NameNode、DataNode）
【1】校验： 客户端通过 DistributedFileSystem 模块向 NameNode 请求上传文件，NameNode 会检查目标文件是否已经存在，父目录是否存在。
【2】响应： NameNode 返回是否可以上传的信号。
【3】请求 NameNode： 客户端对上传的数据根据块进行切片，并请求第一块 Block 上传到哪几个 DataNode 服务器上。
【4】响应 DataNode节点信息： NameNode 根据副本数等信息返回可上传的DataNode节点，例如这里的 dn1,dn2,dn3。
【5】建立通道： 客户端通过 FSDataOutputStream模块请求dn1上传数据，dn1收到请求会继续调用dn2，然后dn2调用dn3，将这个通信管道建立完成。
【6】DataNode 响应 Client： dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
【7】上传数据到DataNode： 客户端开始往 dn1上传第一个Block（先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存），以 Packet为单位，dn1收到一个 Packet就会传给 dn2，dn2传给 dn3；dn1每传一个 packet会放入一个应答队列等待应答。
【8】通知 NameNode上传完成： 当一个 Block传输完成之后，客户端再次请求 NameNode上传第二个 Block的服务器。
【9】关闭输入输出流。
二、网络拓扑-节点距离计算
在 HDFS写数据的过程中，NameNode会选择距离最近的 DataNode接收数据。那么这个最近距离怎么计算呢？
节点距离： 两个节点到达最近的共同祖先的距离总和。
例如，假设有数据中心d1 机架r1 中的节点 n1。该节点可以表示为/d1/r1/n1。利用这种标记，这里给出四种距离描述，如上图所示：大家算一算每两个节点之间的距离：每一个线表示1，例如 11 到 4距离为3。so easy
三、机架感知
【官方说明】：【链接】
对于常见情况，当复制因子为3时，HDFS的放置策略是将一个副本放在本地机架中的一个节点上，另一个放在本地机架中的另一个节点上，最后一个放在不同机架中的另一个节点上。
【1】第一个副本在 Client所处的节点上。如果客户端在集群外，随机选一个。
【2】第二个副本和第一个副本位于相同机架，随机节点。
【3】第三个副本位于不同机架，随机节点。
四、HDFS 读数据流程
HDFS的读数据流程，如下图所示：
【1】客户端通过 Distributed FileSystem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地址进行返回。
【2】挑选一台 DataNode（就近原则，然后随机）服务器，请求读取数据。当第一次读取完成之后，才进行第二次块的读取。
【3】DataNode开始传输数据给客户端（从磁盘里面读取数据输入流，以 Packet为单位来做校验）。
【4】客户端以 Packet为单位接收，先在本地缓存，然后写入目标文件。