HDFS容错机制通过数据冗余、故障检测与恢复、元数据管理等多方面设计实现，具体如下：
- 数据冗余：将文件切分为固定大小的数据块（默认128MB），每个块默认复制3份并存储在不同节点，副本分布遵循机架感知策略（跨机架存储，避免单点故障）。
- 心跳与故障检测：DataNode定期向NameNode发送心跳信号和块报告，NameNode通过心跳超时判断节点故障，并标记失效节点的副本为丢失。
- 自动恢复：NameNode触发副本重建，从健康节点复制丢失副本到其他节点，恢复默认副本数（3份），过程对用户透明。
- 元数据管理：
- 高可用性：采用主备NameNode（Active/Standby）架构，通过共享存储（如JournalNode）同步元数据，故障时快速切换。
- 快照与日志：通过FsImage和EditLog记录元数据状态，支持故障回滚和一致性恢复。
- 数据一致性：采用“一次写入、多次读取”模型，写入时校验数据块完整性，读取时通过校验和检测损坏块并自动从副本恢复。
- 客户端容错：写入时支持重试机制，读取时自动切换副本，确保数据可靠访问。