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HDFS采用了主从（MasterSlave)结构模型、一个HDFS集群包括一个名称节点和若干个数节点（如下图）。名称节点作为中心服务器、负责管理文件系统的命名空间及客户端对文件请问，集群中的数据节点一般是一个节点运行一个数据节点进程，负责处理文件系统客户端的写请求，在名称节点的统一调度下进行数据块的创建、删除和复制等操作。每个数据节点的数实际上是保存在本地Linux文件系统中的，每个数据节点会周期性地向名称节点发送“心跳”息、报告自己的状态，没有按时发送心跳信息的数据节点会被标记为“岩机”，不会再给它分配何10请求。
HDFS命名空间管理
HDFS的命名空间包含目录、文件和块。命名空间管理是指命名空间支持对HDFS中的目录、件和块做类似文件系统的创建、修改、删除等基本操作。在当前的HDPS体系结构中，在整个HDFS集群中只有一个命名空间，并且只有*个名称节点，该节点负责对这个命名空间进行管理。
HDFS使用的是传统的分级文件体系，因此，用户可以像使用普通文件系统一样，创建、除目录和文件，在目录间转移文件，重命名文件等。但是，HDFS还没有实现磁盘配额和文件访间权限等功能，也不支持文件的硬连接和软连接（快捷方式）。
通信协议
HDFS是一个部署在集群上的分布式文件系统，因此，很多数据需要通过网络进行传输。
有的HDFS通信协议都是构建在TCP/P协议基础之上的。客户端通过一个可配置的端口向名称节点主动发起TCP连接，并使用客户端协议与名称节点进行交互。名称节点和数据节点之间则使用数据节点协议进行交互。客户端与数据节点的交互是通过RPC(Remote Procedure Call)来实现的。在设计上，名称节点不会主动发起RPC,而是响应来自客户端和数据节点的RPC请求。
客户端
客户端是用户操作HDFS*常用的方式，HDFS在部署时都提供了客户端。不过需要说明的是，严格来说，客户端并不算是HDFS的一部分。客户端可以支持打开、读取、写人等常见的操作，并且提供了类似Shell的命令行方式来访问HDFS中的数据。此外，HDFS也提供了JavaAPI,作为应用程序访问文件系统的客户端编程接口。
HDFS体系结构的局限性
HDFS只设置*一个名称节点，这样做虽然大大简化了系统设计，但也带来了一些明显的局限性，具体如下：
(1)命名空间的限制。名称节点是保存在内存中的，因此，名称节点能够容纳对象（文件、块）的个数会受到内存空间大小的限制。
(2)性能的瓶颈。整个分布式文件系统的吞吐量，受限于单个名称节点的吞吐量。
(3)隔离问题。由于集群中只有一个名称节点，只有一个命名空间，因此，无法对不同应用程序进行隔离。
(4)集群的可用性。一旦这个*的名称节点发生故障，会导致整个集群变得不可用。
