讀數據

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

寫數據

1. 根namenode通信請求上傳文件，namenode檢查目標文件是否已存在，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該傳輸到哪些datanode服務器上
4. namenode返回3個datanode服務器ABC
5. client請求3臺dn中的一臺A上傳數據(本質上是一個RPC調用，建立pipeline)，A收到請求會繼續調用B，然后B調用C，將真個pipeline建立完成，逐級返回客戶端
6. client開始往A上傳第一個block(先從磁盤讀取數據放到一個本地內存緩存)，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會放入一個應答隊列等待應答
7. 當一個block傳輸完成之后，client再次請求namenode上傳第二個block的服務器。 

網絡故障，臟數據如何解決?

DataNode 失效等問題，這些問題 HDFS 在設計的時候都早已考慮到了。下面來介紹一下數據損壞處理流程：

• 當 DataNode 讀取 block 的時候，它會計算 checksum。
• 如果計算后的 checksum，與 block 創建時值不一樣，說明該 block 已經損壞。
• Client 讀取其它 DataNode上的 block。
• NameNode 標記該塊已經損壞，然后復制 block 達到預期設置的文件備份數 。
• DataNode 在其文件創建后驗證其 checksum。

讀寫過程，數據完整性如何保持?

通過校驗和。因為每個chunk中都有一個校驗位，一個個chunk構成packet，一個個packet最終形成block，故可在block上求校驗和。

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

HDFS中文件塊目錄結構具體格式如下： 

${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正在對文件夾進行操作

rbw是“replica being written”的意思，該目錄用于存儲用戶當前正在寫入的數據。

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