1.HDFS架构
包含NameNode、DataNode、Secondary NameNode
（1）NameNode
是整个文件系统的管理节点。它维护着整个文件系统的文件目录树，文件/目录的元信息和每个文件对应的数据块列表。接收用户的操作请求。
文件包括：
fsimage:元数据镜像文件。存储某一时段NameNode内存元数据信息；
edits:操作日志文件；
fstime:保存最近一次checkpoint的时间。
NameNode工作特点：Namenode始终在内存中保存metedata，用于处理“读请求”。到有“写请求”到来时，namenode会首先写editlog到磁盘，即向edits文件中写日志，成功返回后，才会修改内存，并且向客户端返回。Hadoop会维护一个fsimage文件，也就是namenode中metedata的镜像，但是fsimage不会随时与namenode内存中的metedata保持一致，而是每隔一段时间通过合并edits文件来更新内容。Secondary namenode就是用来合并fsimage和edits文件来更新NameNode的metedata的。
（2）DataNode
一个数据块在Datanode以文件存储在磁盘上，包括两个文件，一个是数据本身，一个是元数据包括数据块的长度，块数据的校验和，以及时间戳。文件切分成块，（默认大小128M），以块为单位，每个块有多个副本存储在不同的机器上，副本数可在文件生成时指定（默认3）。
（3）Secondary NameNode
Secondary NameNode是HA的一个解决方案。
执行过程：从NameNode上下载元数据信息（fsimage,edits），然后把二者合并，生成新的fsimage，在本地保存，并将其推送到NameNode，替换旧的fsimage.
2.整体工作流程
（1）客户端申请上传文件，查询NameNode中维护的元数据；
（2）从NameNode返回分配的DataNode；
（3）将分块后的文件Block块存到相应的DataNode；
（4）客户端将每个Block写一份副本到对应DataNode，再由DataNode向其他DataNode进行拷贝，拷贝不由客户端处理。如果拷贝失败则重新找DataNode接受失败副本。
3.元数据的管理
（1）客户端上传文件时，向NameNode发送请求；
（2）NameNode首先往Edits log中记录元数据的操作日志；
（3）返回分配的DataNode；
（4）将相应的文件块传给对应的DataNode；
（5）传送完成后，将成功信息返回给NameNode；
（6）将Edits log中的信息追加到内存中，即NameNode在内存中写入本次操作的新产生的元数据信息；
（7）每当Edit log写满时，需要将这一段时间的新元数据刷新到fsimage中。
4.Edits log和fsimage合并
（1）通知Secondary NameNode进行CheckPoint操作；
（2）NameNode停止王Edits log中写数据，创建一个新的Edits log.new用于记录这段时间写入的数据；
（3）将Edit log和fsimage下载到Secondary NameNode中，由于第（2）步操作，此时两个文件处于静止状态；
（4）在Secondary NameNode中将Edit log和fsimage进行合并，生成新的元数据镜像文件fsimage.checkpoint；
（5）将fsimage.checkpoint上传到NameNode，替换原来的fsimage，再删除原来的Edits log，并将Edits log.new重命名为Edits log，此时NameNode内部结构与合并前一致。