面试 - HDFS一些概念的理解

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-03-19 03:08 272阅读 0赞

**1.HDFS数据存放策略**：分块存储+副本存放。

**2.数据拓扑结构（即数据备份）**：默认存放3份，可以通过修改配置文件hdfs-site.xml修改备份数量，如果本机在集群中，第一份就会存放到本节点即本机上，如果不在集群中，就通过负载均衡存放到一个相应的随机节点上，第二份存放在同机柜的不同节点上，第三份存放在不同机柜的某个节点上。

**3.数据查找**：就近原则，现在本节点上查找，再从本机柜上查找，最后再去不同机柜上查找。

**4.单点故障**：Hadoop1中，一个集群只有NameNode，一旦NameNode宕机，整个集群就无法使用。

**5.RPC**：（Remote-Procedure-Call远程过程调用）RPC是Hadoop构建的基础，一种协议，通过网络从远程计算机程序上请求服务，采用client/sever客户机/服务机模式，客户端发动请求结果返回给客户端而不是服务端。

**6.安装模式**：NameNode启动时会进入该模式进行检测，检查数据块的完整性，处于该模式下的集群无法对HDFS进行操作，可以手动离开安全模式

hadoop dfsadmin -saftmode leave 推出安全模式（enter进入安全模式）

**7.负载均衡**：让DataNode处于均很状态，调整数据块，DataNode的工作任务等，例如：现有一个任务要分配给从节点运行，但是有些slave内存比较小，有些内存比较大，又有些slave正在执行别的任务，有些事空闲的，为了让各个slave既要饱和状态又要性能最好，就需要调整；再例如：原本有8个子节点，现在扩充了2个子节点，原先的8个子节点都要数据存储，也有相应的任务需要执行，而后加的2个子节点是空的，此时也需要负载均衡进行重新分配数据的存储和任务的执行。手动启动该机制运行：

$HADOOP\_HOME/sbin/start-balancer.sh

**8.机架感知**：机架之间的交互用机架感知来进行。机架之间的通信是通过一些交换机，路由器，光纤等进行通信的，需要通过机架感知来交互。不同机架之间相互访问网络耗费较大且延迟也较高，所以理想状态下要查找数据刚刚好就在本机上，就不用耗费资源查找了，就需要通过机架感知。大型hadoop集群通过机架形式组织，而且同一机架上不同节点间的网络状况比不同机架之间的更为理想。

**9.心跳机制**：Hadoop是主从结构，即master/slave结构，master有NameNode，ResourceManager，SecondaryManager；slave有DataNode，NodeManager。master启动时会启动一个ipc服务（Inner-Process-Communication，通信间进程），等待slave连接。slave启动时，会主动连接ipc服务，并且每隔3秒连接一次master，这就是“心跳”。slave通过心跳机制汇报自己的状态，job完成情况等给master，同事master也通过心跳机制向slave下达命令，分配任务。同样的，ResourceManager和NodeManager之间也通过心跳机制进行交互。如果master长时间没有收到slave的心跳，那么master就认为该slave宕机了，如果slave宕机了，master就会把slave的数据通过负载均衡机制分配给其他slave上，正在执行的任务也会被作废，重新分配，重新执行。

**10.HA机制**：High Availablity高可用性，H2中用于结局NameNode的单点故障问题。通过配置Active/Standby两个NameNode解决热备份问题。active NN对外提供服务，standby NN只做备份，active NN将数据写入共享存储系统（NFS-NetWorkSystem,QJM,BooKeeper等）中而standby NN监听，一旦有新数据写入standby NN会读取这些数据写入自己的内存，保证和active NN保持同步，当active NN发生故障，standby NN可以立即顶替。每个节点上都有一个zookeeper。DN不断向active NN 和standby NN发送心跳，zookeeper会检测2个NN，active NN和standby NN通过共享存储系统保持一致，当zookeeper监测到active NN出现故障时，会立即通过故障转移控制器切换standby NN为激活状态。

注意：SecondaryNameNode不是HA，只是阶段性合并edits和fsimage，用以缩短NN启动的时间，NN失效时SecondaryNN不能立即提供服务，而且也不能保证数据和NN的一致性。

**11.Federation机制**：也是用来解决NN的单点故障的，但是并非是最佳方案。Federation机制是指集群中存在多个NN，各自NN分别管理一部分数命名空间，但共享DN的存储资源，各自NN负责不同元数据的存储，隔离性较好，当NN启动时会把所有元数据信息加载到内存中，对装有NN的机子内存压力比较大，Federation机制是提供了多个NN来存储元数据，但并不能根本解决单点故障的问题，因为多个NN的其中一个宕机，元数据信息还是会丢失，这就意味着需要为每个NN部署一个备份NN应对宕机的问题。

consult：  
https://blog.csdn.net/yoghurt2016/article/details/52504061