Hadoop集群之浅析安全模式

集群启动顺序：

1. NameNode启动
   
   NameNode启动时，首先将镜像文件（Fsimage）载入内存，并执行编辑日志（Edits）中的各项操作。一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映像，则创建一个新的Fsimage文件和一个空的编辑日志。此时，NameNode开始监听DataNode请求。这个过程期间，NameNode一直运行在安全模式，即NameNode的文件系统对于客户端来说是只读的，并且是有限只读，即在没有启动DataNode的机器上的文件依旧不可读！
2. DataNode启动
   
   系统中的数据块的位置并不是由NameNode维护的，而是以块列表的形式存储在DataNode中。在系统的正常操作期间，NameNode会在内存中保留所有块位置的映射信息。在安全模式下，各个DataNode会向NameNode发送最新的块列表信息，NameNode了解到足够多的块位置信息之后，即可退出安全模式。
3. 安全模式退出判断
   
   如果满足“最小副本条件”，NameNode会在30秒钟之后就退出安全模式。所谓的最小副本条件指的是在整个文件系统中99.9%的块满足最小副本级别（默认值：dfs.replication.min=1）。在启动一个刚刚格式化的HDFS集群时，因为系统中还没有任何块，所以NameNode不会进入安全模式。

当NN中所保存的所有块的最小副本数(默认为1) / 块的总数 > 99.99%时，NN会自动离开安全模式！

强调一下块（block）、副本数（replication）的概念

在hadoop2.x中，一个块的默认大小是128M，至于是为什么请看我之前的文章HDFS的文件块大小，

而一个块的副本数默认是3。

这些参数在hdfs-default.xml文件中有体现：

<property>
  <name>dfs.blocksize</name>
  <value>134217728</value>
  <description>
      The default block size for new files, in bytes.
      You can use the following suffix (case insensitive):
      k(kilo), m(mega), g(giga), t(tera), p(peta), e(exa) to specify the size (such as 128k, 512m, 1g, etc.),
      Or provide complete size in bytes (such as 134217728 for 128 MB).
  </description>
</property>

<property>
  <name>dfs.replication</name>
  <value>3</value>
  <description>Default block replication.
  The actual number of replications can be specified when the file is created.
  The default is used if replication is not specified in create time.
  </description>
</property>

知道了上面的概念，那么就考大家一个小问题：

面试题：如果一个文件130M，将文件以块的方式分割，去存储，怎样实现？

实际存储        大小   副本
块A: 128M      128M  A0 A1 A2
块B: 2M        128M  B0 B1 B2

很明显，130M的文件，128M的块是存不下的，还需要2M的空间，虽然只有2M，但还是得分配一个块。

再来一个进阶题：

题目: 块大小128m，副本数3份，一个文件260m，请问多少块，多少实际存储？

存储块数：260%128=2块…4M，所以需要3个块，一个块有3个副本，所以最后需要3*3=9块

实际存储：260m * 3 =780M

有人看到这儿就懵了，为什么是260*3呢？

分开算就一目了然了！

第一块有128M，第二块也是128M，第三块是剩下的4M，每一块有三个副本，那么：

128 * 3 + 128 * 3 + 4 * 3 = （128+128+4） * 3 = 260 * 3