结合Maneesh Varshney的漫画改编，为大家分析HDFS存储机制与运行原理。

如下图所示，HDFS存储相关角色与功能如下：

HDFS中的存储单元是block。文件通常被分成64或128M一块的数据块进行存储。与普通文件系统不同的是，在HDFS中，如果一个文件大小小于一个数据块的大小，它是不需要占用整个数据块的存储空间的。

通过写过程，我们可以了解到：

HDFS采用的是一次写入多次读取的文件访问模型。一个文件经过创建、写入和关闭之后就不需要改变。这一假设简化了数据一致性问题，并且使高吞吐量的数据访问成为可能。

前文提到在写数据过程中，数据存储已经按照客户端与DataNode节点之间的距离进行了排序，距客户端越近的DataNode节点被放在最前面，客户端会优先从本地读取该数据块。

HDFS存储理念是以最少的钱买最烂的机器并实现最安全、难度高的分布式文件系统（高容错性低成本），从上可以看出，HDFS认为机器故障是种常态，所以在设计时充分考虑到单个机器故障，单个磁盘故障，单个文件丢失等情况。

数据块的第一个副本优先放在写入数据块的客户端所在的节点上，但是如果这个客户端上的数据节点空间不足或者是当前负载过重，则应该从该数据节点所在的机架中选择一个合适的数据节点作为本地节点。

如果客户端上没有一个数据节点的话，则从整个集群中随机选择一个合适的数据节点作为此时这个数据块的本地节点。

HDFS的存放策略是将一个副本存放在本地机架节点上，另外两个副本放在不同机架的不同节点上。

这样集群可在完全失去某一机架的情况下还能存活。同时，这种策略减少了机架间的数据传输，提高了写操作的效率，因为数据块只存放在两个不同的机架上，减少了读取数据时需要的网络传输总带宽。这样在一定程度上兼顾了数据安全和网络传输的开销。