一、介紹
HDFS metadata以樹狀結構存儲整個HDFS上的文件和目錄，以及相應的權限、配額和副本因子（replication factor）等。本文基於Hadoop2.6版本介紹HDFS Namenode本地目錄的存儲結構和Datanode數據塊存儲目錄結構，也就是hdfs-site.xml中配置的dfs.namenode.name.dir和dfs.datanode.data.dir
二、NameNode
HDFS metadata主要存儲兩種類型的文件
1、fsimage:記錄某一永久性檢查點（Checkpoint）時整個HDFS的元信息
2、edits:所有對HDFS的寫操作都會記錄在此文件中
HDFS會定期（dfs.namenode.checkpoint.period，默認3600秒）的對最近的fsimage和一批新edits文件進行Checkpoint（也可以手工命令方式），Checkpoint發生後會將前一次Checkpoint後的所有edits文件合併到新的fsimage中，HDFS會保存最近兩次checkpoint的fsimage。Namenode啓動時會把最新的fsimage加載到內存中。
標準的dfs.namenode.name.dir目錄結構，注意edits和fsimage也可以通過配置放到不同目錄中
├── current
│ ├── VERSION
│ ├── edits_0000000000000000001-0000000000000000007
│ ├── edits_0000000000000000008-0000000000000000015
│ ├── edits_0000000000000000016-0000000000000000022
│ ├── edits_0000000000000000023-0000000000000000029
│ ├── edits_0000000000000000030-0000000000000000030
│ ├── edits_0000000000000000031-0000000000000000031
│ ├── edits_inprogress_0000000000000000032
│ ├── fsimage_0000000000000000030
│ ├── fsimage_0000000000000000030.md5
│ ├── fsimage_0000000000000000031
│ ├── fsimage_0000000000000000031.md5
│ └── seen_txid
└── in_use.lock
1、VERSION
#Thu May 19 10:13:22 CST 2016
namespaceID=1242163293
clusterID=CID-124668a8-9b25-4ca7-97bf-5dd5c25041a9
cTime=1455091012961
storageType=NAME_NODE
blockpoolID=BP-180412957-192.168.1.8-1419305031110
layoutVersion=-60
- layoutVersion - HDFS metadata版本號，通常只有HDFS增加新特性時纔會更新這個版本號
- namespaceID/clusterID/blockpoolID - 這三個ID在整個HDFS集羣全局唯一，作用是引導Datanode加入同一個集羣。在HDFS Federation機制下，會有多個Namenode，所以不同Namenode直接namespaceID是不同的，分別管理一組blockpoolID，但是整個集羣中，clusterID是唯一的，每次format namenode會生成一個新的，也可以使用-clusterid手工指定ID
- storageType - 有兩種取值NAME_NODE /JOURNAL_NODE，對於JournalNode的參數dfs.journalnode.edits.dir，其下的VERSION文件顯示的是JOURNAL_NODE
- cTime - HDFS創建時間，在升級後會更新該值
2、edits_start transaction ID-end transaction ID
finalized edit log segments，在HA環境中，Standby Namenode只能讀取finalized log segments，
3、edits_inprogress__start transaction ID
當前正在被追加的edit log，HDFS默認會爲該文件提前申請1MB空間以提升性能
4、fsimage_end transaction ID
每次checkpoing（合併所有edits到一個fsimage的過程）產生的最終的fsimage，同時會生成一個.md5的文件用來對文件做完整性校驗
5、seen_txid
保存最近一次fsimage或者edits_inprogress的transaction ID。需要注意的是，這並不是Namenode當前最新的transaction ID，該文件只有在checkpoing(merge of edits into a fsimage)或者edit log roll(finalization of current edits_inprogress and creation of a new one)時纔會被更新。
這個文件的目的在於判斷在Namenode啓動過程中是否有丟失的edits，由於edits和fsimage可以配置在不同目錄，如果edits目錄被意外刪除了，最近一次checkpoint後的所有edits也就丟失了，導致Namenode狀態並不是最新的，爲了防止這種情況發生，Namenode啓動時會檢查seen_txid，如果無法加載到最新的transactions，Namenode進程將不會完成啓動以保護數據一致性。
6、in_use.lock
防止一臺機器同時啓動多個Namenode進程導致目錄數據不一致
三、DataNode
一個標準的dfs.datanode.data.dir目錄結構
├── current
│ ├── BP-1079595417-192.168.2.45-1412613236271
│ │ ├── current
│ │ │ ├── VERSION
│ │ │ ├── finalized
│ │ │ │ └── subdir0
│ │ │ │ └── subdir1
│ │ │ │ ├── blk_1073741825
│ │ │ │ └── blk_1073741825_1001.meta
│ │ │ │── lazyPersist
│ │ │ └── rbw
│ │ ├── dncp_block_verification.log.curr
│ │ ├── dncp_block_verification.log.prev
│ │ └── tmp
│ └── VERSION
1、BP-random integer-NameNode-IP address-creation time
BP代表BlockPool的意思，就是上面Namenode的VERSION中的集羣唯一blockpoolID，如果是Federation HDFS，則該目錄下有兩個BP開頭的目錄，IP部分和時間戳代表創建該BP的NameNode的IP地址和創建時間戳
2、VERSION
3、finalized/rbw目錄
這兩個目錄都是用於實際存儲HDFS BLOCK的數據，裏面包含許多block_xx文件以及相應的.meta文件，.meta文件包含了checksum信息。
rbw是“replica being written”的意思，該目錄用於存儲用戶當前正在寫入的數據。
參考：
https://blog.csdn.net/opensure/article/details/51452058?utm_source=copy
http://www.360doc.com/content/19/0907/09/5731319_859613182.shtml