题目

分布式文件系统[1]HDFS的名称节点和数据节点的功能分别是什么?

分布式文件系统[1]HDFS的名称节点和数据节点的功能分别是什么?

题目解答

答案

HDFS（Hadoop Distributed File System）是一种分布式文件系统，用于存储和处理大规模数据集。在HDFS中，主要有两种类型的节点：名称节点（NameNode）和数据节点（DataNode）。

名称节点（NameNode）：

名称节点是HDFS的关键组件，它负责管理文件系统[2]的命名空间[3]和元数据。它记录了文件系统中的所有文件和目录的信息，包括文件的名称、目录结构、文件的分块信息等。名称节点还负责维护和管理数据节点的信息，监控数据节点的状态，并负责进行数据块的复制和恢复。名称节点是HDFS的单点故障，它的稳定性和可靠性对整个HDFS系统的正常运行至关重要。

数据节点（DataNode）：

数据节点是HDFS的存储节点，它负责实际存储文件数据块（data block）。数据节点按照名称节点的指示，存储、读取和删除数据块，并向名称节点定期发送心跳信号以报告自己的健康状态。数据节点还负责数据块的复制操作，将数据块复制到其他数据节点以实现数据的冗余备份。数据节点通常在集群的各个节点上分布，它们之间相互通信，同时提供高容错性和高吞吐量的数据存储服务。

解析

考查要点：本题主要考查对HDFS（Hadoop分布式文件系统）中核心组件名称节点（NameNode）和数据节点（DataNode）功能的理解。
解题思路：需明确两者的分工差异，名称节点负责元数据管理和系统协调，数据节点负责数据存储与读写操作。关键点在于区分“管理职责”与“存储职责”，并理解名称节点作为单点故障的重要性。

名称节点（NameNode）的功能

  1. 元数据管理：维护文件系统的命名空间（文件名、目录结构）和元数据（文件块信息、副本位置等）。
  2. 系统协调：监控数据节点状态，管理数据块的复制和故障恢复。
  3. 单点控制：作为HDFS的中心控制节点，所有文件操作需通过它获取元数据指导。

数据节点（DataNode）的功能

  1. 数据存储：实际存储文件分块（data block），按名称节点指示进行存储/删除操作。
  2. 读写服务：直接响应客户端的数据读写请求，提供高吞吐量访问。
  3. 冗余备份：执行数据块的复制任务，确保数据可靠性。
  4. 心跳机制：定期向名称节点发送心跳信号，报告自身状态。