Hadoop Yarn 原理及运作机制

1.Yarn概述
    Yarn是一个资源调度平台,负责为运算程序提供服务器运算资源,相当于一个分布式的 操作系统平台,而 MapReduce等运算程序则相当于运行于 操作系统之上的应用程序

2.YARN模块介绍
    YARN是一个资源管理、任务调度的框架,主要包含三大模块:ResourceManager(RM)、NodeManager(NM)、ApplicationMaster(AM)。其中,ResourceManager负责所有资源的监控、分配和管理;ApplicationMaster负责每一个具体应用程序的调度和协调;NodeManager负责每一个节点的维护。对于所有的applications,RM拥有绝对的控制权和对资源的分配权。而每个AM则会和RM协商资源,同时和NodeManager通信来执行和监控task。几个模块之间的关系如图所示。

(1) ResourceManager
    ResourceManager负责整个集群的资源管理和分配,是一个全局的资源管理系统。
    NodeManager以心跳的方式向ResourceManager汇报资源使用情况(目前主要是CPU和内存的使用情况)。RM只接受NM的资源回报信息,对于具体的资源处理则交给NM自己处理。
    YARN Scheduler根据application的请求为其分配资源,不负责application job的监控、追踪、运行状态反馈、启动等工作。

(2) NodeManager
    NodeManager是每个节点上的资源和任务管理器,它是管理这台机器的代理,负责该节点程序的运行,以及该节点资源的管理和监控。YARN集群每个节点都运行一个NodeManager。
    NodeManager定时向ResourceManager汇报本节点资源(CPU、内存)的使用情况和Container的运行状态。当ResourceManager宕机时NodeManager自动连接RM备用节点。
    NodeManager接收并处理来自ApplicationMaster的Container启动、停止等各种请求。

(3) ApplicationMaster
    用户提交的每个应用程序均包含一个ApplicationMaster,它可以运行在ResourceManager以外的机器上。
    负责与RM调度器协商以获取资源(用Container表示)。
    将得到的任务进一步分配给内部的任务(资源的二次分配)。
    与NM通信以启动/停止任务。
    监控所有任务运行状态,并在任务运行失败时重新为任务申请资源以重启任务。
    当前YARN自带了两个ApplicationMaster实现,一个是用于演示AM编写方法的实例程序DistributedShell,它可以申请一定数目的Container以并行运行一个Shell命令或者Shell脚本;另一个是运行MapReduce应用程序的AM—MRAppMaster。
    注:RM只负责监控AM,并在AM运行失败时候启动它。RM不负责AM内部任务的容错,任务的容错由AM完成。

3.YARN运行流程

(1) client向RM提交应用程序,其中包括启动该应用的ApplicationMaster的必须信息,例如ApplicationMaster程序、启动ApplicationMaster的命令、用户程序等。
(2) ResourceManager启动一个container用于运行ApplicationMaster。
(3) 启动中的ApplicationMaster向ResourceManager注册自己,启动成功后与RM保持心跳。
(4) ApplicationMaster向ResourceManager发送请求,申请相应数目的container。
(5) ResourceManager返回ApplicationMaster的申请的containers信息。申请成功的container,由ApplicationMaster进行初始化。container的启动信息初始化后,AM与对应的NodeManager通信,要求NM启动container。AM与NM保持心跳,从而对NM上运行的任务进行监控和管理。
(6) container运行期间,ApplicationMaster对container进行监控。container通过RPC协议向对应的AM汇报自己的进度和状态等信息。
(7) 应用运行期间,client直接与AM通信获取应用的状态、进度更新等信息。
(8) 应用运行结束后,ApplicationMaster向ResourceManager注销自己,并允许属于它的container被收回。

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