1. 核心角色定位
HDFS（Hadoop Distributed File System）是Hadoop生态的分布式存储系统，聚焦海量数据的可靠存储，解决“数据存哪里、如何存”的问题；YARN（Yet Another Resource Negotiator）是Hadoop生态的资源管理与调度系统，聚焦集群计算资源的动态分配与任务调度，解决“计算资源如何分配、任务如何运行”的问题。两者共同构成Hadoop大数据处理的基础设施，实现“存储与计算分离”的架构设计。
2. 架构组件对应关系
- HDFS架构：采用主从（Master/Slave）模式，核心组件包括NameNode（主节点，管理文件系统元数据，如文件名、目录结构、数据块位置、副本数等）、DataNode（从节点，存储实际数据块，默认128MB/块，支持多副本容错）、SecondaryNameNode（辅助节点，定期合并NameNode的元数据镜像与操作日志，辅助元数据管理）。
- YARN架构：同样采用主从模式，核心组件包括ResourceManager（全局资源管理者，负责集群资源的全局分配与调度，接收应用提交请求，协调ApplicationMaster启动）、NodeManager（每个节点的代理，负责本节点资源监控（CPU、内存等）与Container生命周期管理，向ResourceManager汇报状态）、ApplicationMaster（特定应用的管理者，负责该应用的资源申请、任务调度与进度监控，协调Container执行具体任务）。
3. 协同工作机制
HDFS与YARN的协同以“数据存储在HDFS，计算由YARN调度”为核心逻辑，具体流程如下：
- 作业提交：用户通过客户端将MapReduce/Spark等计算作业提交至YARN的ResourceManager。
- 资源申请与分配：ResourceManager启动对应的ApplicationMaster（如MapReduce的ApplicationMaster），ApplicationMaster向ResourceManager申请运行作业所需的资源（Container，封装了CPU、内存等资源）。
- 任务执行：ResourceManager将资源分配给ApplicationMaster，ApplicationMaster在目标节点的NodeManager上启动Container，Container中运行具体的Map/Reduce任务。Map任务从HDFS读取输入数据（遵循“就近读取”原则，优先读取本地或同机架节点的数据），处理后将中间结果写回HDFS；Reduce任务从HDFS读取中间结果，进行汇总处理，最终将结果写回HDFS。
- 结果存储：作业执行完成后，最终结果持久化存储在HDFS中，供后续查询或分析使用。
4. 关键交互与依赖
- 数据依赖：YARN调度的计算任务（如MapReduce的Map/Reduce任务）需要从HDFS读取输入数据，并将中间结果或最终结果写回HDFS。HDFS的数据块位置信息（元数据）会被YARN的ApplicationMaster利用，以实现“数据本地化”调度（尽量将任务分配到存储数据的节点，减少网络传输开销）。
- 资源依赖：HDFS的运行依赖YARN的资源调度。例如，HDFS的**NameNode高可用（HA）功能需要YARN调度NameNode的备用节点（Standby NameNode），当主节点（Active NameNode）故障时，YARN会快速启动备用节点接管服务；HDFS的数据均衡（Balancer）**工具也需要YARN分配资源，以在DataNode之间均衡数据分布。
5. 优势互补
HDFS与YARN的分离设计带来了显著优势：
- 灵活性：YARN支持多种计算框架（如MapReduce、Spark、Flink等）运行在同一个集群上，只需适配YARN的接口即可，无需为每个框架单独搭建集群。
- 高资源利用率：YARN根据集群实时负载动态调整资源分配，避免资源闲置（如HDFS存储空闲时，可将资源分配给Spark进行计算）。
- 扩展性：HDFS的分布式存储架构支持水平扩展（增加DataNode），YARN的资源调度架构支持水平扩展（增加NodeManager），两者结合可应对PB级数据规模。