HDFS副本放置策略及机架感知


副本放置策略

副本放置策略的基本思想是：
第一个block副本放在和client所在的node里（如果client不在集群范围内，则这第一个node是随机选取的，当然系统会尝试不选择哪些太满或者太忙的node）。
第二个副本放置在与第一个节点不同的机架中的node中（随机选择）。
第三个副本和第二个在同一个机架，随机放在不同的node中。
如果还有更多的副本就随机放在集群的node里。

Hadoop的副本放置策略在可靠性（block在不同的机架）和带宽（一个管道只需要穿越一个网络节点）中做了一个很好的平衡。下图是备份参数是3的情况下一个管道的三个datanode的分布情况。

流水线复制

当客户端向 HDFS 文件写入数据的时候，一开始是写到本地临时文件中。
假设该文件的副本系数设置为 3 ，当本地临时文件累积到一个数据块的大小时，客户端会从 Namenode 获取一个 Datanode 列表用于存放副本。然后客户端开始向第一个Datanode传输数据，第一个 Datanode 一小部分一小部分 (4 KB) 地接收数据，将每一部分写入本地仓库，并同时传输该部分到列表中第二个 Datanode 节点。第二个 Datanode 也是这样，一小部分一小部分地接收数据，写入本地仓库，并同时传给第三个 Datanode 。最后，第三个 Datanode 接收数据并存储在本地。因此，Datanode 能流水线式地从前一个节点接收数据，并同时转发给下一个节点，数据以流水线的方式从前一个Datanode复制到下一个Datanode。

机架感知

大型Hadoop集群以机架的形式来组织的，同一个机架上不同节点间的网络状况比不同机架之间更为理想。另外，NameNode设法将数据块副本保存在不同的机架上以提高容错性。

网络拓扑

有了机架感知，NameNode就可以画出上图所示的datanode网络拓扑图。D1,R1都是交换机，最底层是datanode。
则H1的rackid=/D1/R1/H1，H1的parent是R1，R1的parent是D1。这些rackid信息可以通过topology.script.file.name配置。有了这些rackid信息就可以计算出任意两台datanode之间的距离。

distance(/D1/R1/H1,/D1/R1/H1)=0 相同的datanode
distance(/D1/R1/H1,/D1/R1/H2)=2 同一rack下的不同datanode
distance(/D1/R1/H1,/D1/R1/H4)=4 同一IDC下的不同datanode
distance(/D1/R1/H1,/D2/R3/H7)=6 不同IDC下的datanode

注意：
1）当没有配置机架信息时，所有的机器Hadoop都默认在同一个默认的
机架下，以名为”/default-rack”，这种情况下，任何一台datanode机器，不管物理上是否属于同一个机架，都会被认为是在同一个机架下。
2）一旦配置topology.script.file.name，就按照网络拓扑结构来寻找datanode。topology.script.file.name这个配置选项的value指定为一个可执行程序，通常为一个脚本。

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