5.1 NN和2NN工作机制
1）第一阶段：NameNode启动
（1）第一次启动NameNode格式化后，创建fsimage和edits文件。如果不是第一次启动，直接加载编辑日志和镜像文件到内存。
（2）客户端对元数据进行增删改的请求。
（3）NameNode记录操作日志，更新滚动日志。
（4）NameNode在内存中对数据进行增删改查。
2）第二阶段：Secondary NameNode工作
（1）Secondary NameNode询问NameNode是否需要checkpoint。直接带回NameNode是否检查结果。
（2）Secondary NameNode请求执行checkpoint。
（3）NameNode滚动正在写的edits日志。
（4）将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Secondary NameNode。
（5）Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存，并合并。
（6）生成新的镜像文件fsimage.chkpoint。
（7）拷贝fsimage.chkpoint到NameNode。
（8）NameNode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage。
5.2 Fsimage和Edits解析
1）概念
namenode被格式化之后，将在/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/current目录中产生如下文件
| edits_0000000000000000000 fsimage_0000000000000000000.md5 seen_txid VERSION |
（1）Fsimage文件：HDFS文件系统元数据的一个永久性的检查点，其中包含HDFS文件系统的所有目录和文件idnode的序列化信息。
（2）Edits文件：存放HDFS文件系统的所有更新操作的路径，文件系统客户端执行的所有写操作首先会被记录到edits文件中。
（3）seen_txid文件保存的是一个数字，就是最后一个edits_的数字
（4）每次NameNode启动的时候都会将fsimage文件读入内存，并从00001开始到seen_txid中记录的数字依次执行每个edits里面的更新操作，保证内存中的元数据信息是最新的、同步的，可以看成NameNode启动的时候就将fsimage和edits文件进行了合并。
2）oiv查看fsimage文件
（1）查看oiv和oev命令
[atguigu@hadoop102 current]$ hdfs
oiv apply the offline fsimage viewer to an fsimage
oev apply the offline edits viewer to an edits file
（2）基本语法
hdfs oiv -p 文件类型 -i镜像文件 -o 转换后文件输出路径
（3）案例实操
[atguigu@hadoop102 current]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/current
[atguigu@hadoop102 current]$ hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000000025 -o /opt/module/hadoop-2.7.2/fsimage.xml
[atguigu@hadoop102 current]$ cat /opt/module/hadoop-2.7.2/fsimage.xml
将显示的xml文件内容拷贝到eclipse中创建的xml文件中，并格式化。部分显示结果如下。
| <inode> <id>16386</id> <type>DIRECTORY</type> <name>user</name> <mtime>1512722284477</mtime> <permission>atguigu:supergroup:rwxr-xr-x</permission> <nsquota>-1</nsquota> <dsquota>-1</dsquota> </inode> <inode> <id>16387</id> <type>DIRECTORY</type> <name>atguigu</name> <mtime>1512790549080</mtime> <permission>atguigu:supergroup:rwxr-xr-x</permission> <nsquota>-1</nsquota> <dsquota>-1</dsquota> </inode> <inode> <id>16389</id> <type>FILE</type> <name>wc.input</name> <replication>3</replication> <mtime>1512722322219</mtime> <atime>1512722321610</atime> <perferredBlockSize>134217728</perferredBlockSize> <permission>atguigu:supergroup:rw-r--r--</permission> <blocks> <block> <id>1073741825</id> <genstamp>1001</genstamp> <numBytes>59</numBytes> </block> </blocks> </inode> |
3）oev查看edits文件
（1）基本语法
hdfs oev -p 文件类型 -i编辑日志 -o 转换后文件输出路径
（2）案例实操
[atguigu@hadoop102 current]$ hdfs oev -p XML -i edits_0000000000000000012-0000000000000000013 -o /opt/module/hadoop-2.7.2/edits.xml
[atguigu@hadoop102 current]$ cat /opt/module/hadoop-2.7.2/edits.xml
将显示的xml文件内容拷贝到eclipse中创建的xml文件中，并格式化。显示结果如下。
| <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <EDITS> <EDITS_VERSION>-63</EDITS_VERSION> <RECORD> <OPCODE>OP_START_LOG_SEGMENT</OPCODE> <DATA> <TXID>129</TXID> </DATA> </RECORD> <RECORD> <OPCODE>OP_ADD</OPCODE> <DATA> <TXID>130</TXID> <LENGTH>0</LENGTH> <INODEID>16407</INODEID> <PATH>/hello7.txt</PATH> <REPLICATION>2</REPLICATION> <MTIME>1512943607866</MTIME> <ATIME>1512943607866</ATIME> <BLOCKSIZE>134217728</BLOCKSIZE> <CLIENT_NAME>DFSClient_NONMAPREDUCE_-1544295051_1</CLIENT_NAME> <CLIENT_MACHINE>192.168.1.5</CLIENT_MACHINE> <OVERWRITE>true</OVERWRITE> <PERMISSION_STATUS> <USERNAME>atguigu</USERNAME> <GROUPNAME>supergroup</GROUPNAME> <MODE>420</MODE> </PERMISSION_STATUS> <RPC_CLIENTID>908eafd4-9aec-4288-96f1-e8011d181561</RPC_CLIENTID> <RPC_CALLID>0</RPC_CALLID> </DATA> </RECORD> <RECORD> <OPCODE>OP_ALLOCATE_BLOCK_ID</OPCODE> <DATA> <TXID>131</TXID> <BLOCK_ID>1073741839</BLOCK_ID> </DATA> </RECORD> <RECORD> <OPCODE>OP_SET_GENSTAMP_V2</OPCODE> <DATA> <TXID>132</TXID> <GENSTAMPV2>1016</GENSTAMPV2> </DATA> </RECORD> <RECORD> <OPCODE>OP_ADD_BLOCK</OPCODE> <DATA> <TXID>133</TXID> <PATH>/hello7.txt</PATH> <BLOCK> <BLOCK_ID>1073741839</BLOCK_ID> <NUM_BYTES>0</NUM_BYTES> <GENSTAMP>1016</GENSTAMP> </BLOCK> <RPC_CLIENTID></RPC_CLIENTID> <RPC_CALLID>-2</RPC_CALLID> </DATA> </RECORD> <RECORD> <OPCODE>OP_CLOSE</OPCODE> <DATA> <TXID>134</TXID> <LENGTH>0</LENGTH> <INODEID>0</INODEID> <PATH>/hello7.txt</PATH> <REPLICATION>2</REPLICATION> <MTIME>1512943608761</MTIME> <ATIME>1512943607866</ATIME> <BLOCKSIZE>134217728</BLOCKSIZE> <CLIENT_NAME></CLIENT_NAME> <CLIENT_MACHINE></CLIENT_MACHINE> <OVERWRITE>false</OVERWRITE> <BLOCK> <BLOCK_ID>1073741839</BLOCK_ID> <NUM_BYTES>25</NUM_BYTES> <GENSTAMP>1016</GENSTAMP> </BLOCK> <PERMISSION_STATUS> <USERNAME>atguigu</USERNAME> <GROUPNAME>supergroup</GROUPNAME> <MODE>420</MODE> </PERMISSION_STATUS> </DATA> </RECORD> </EDITS> |
5.3 checkpoint时间设置
（1）通常情况下，SecondaryNameNode每隔一小时执行一次。
[hdfs-default.xml]
| <property> <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name> <value>3600</value> </property> |
（2）一分钟检查一次操作次数，当操作次数达到1百万时，SecondaryNameNode执行一次。
| <property> <name>dfs.namenode.checkpoint.txns</name> <value>1000000</value> <description>操作动作次数</description> </property>
<property> <name>dfs.namenode.checkpoint.check.period</name> <value>60</value> <description> 1分钟检查一次操作次数</description> </property> |
5.4 NameNode故障处理
NameNode故障后，可以采用如下两种方法恢复数据。
方法一：将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode存储数据的目录；
1）kill -9 namenode进程
2）删除NameNode存储的数据（/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name）
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
3）拷贝SecondaryNameNode中数据到原NameNode存储数据目录
[atguigu@hadoop102 dfs]$ scp -r atguigu@hadoop104:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary/* ./name/
4）重新启动namenode
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
方法二：使用-importCheckpoint选项启动NameNode守护进程，从而将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode目录中。
1）修改hdfs-site.xml中的
| <property> <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name> <value>120</value> </property>
<property> <name>dfs.namenode.name.dir</name> <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name</value> </property> |
2）kill -9 namenode进程
3）删除NameNode存储的数据（/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name）
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
4）如果SecondaryNameNode不和NameNode在一个主机节点上，需要将SecondaryNameNode存储数据的目录拷贝到NameNode存储数据的平级目录，并删除in_use.lock文件。
| [atguigu@hadoop102 dfs]$ scp -r atguigu@hadoop104:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary ./
[atguigu@hadoop102 namesecondary]$ rm -rf in_use.lock
[atguigu@hadoop102 dfs]$ pwd /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs
[atguigu@hadoop102 dfs]$ ls data name namesecondary |
5）导入检查点数据（等待一会ctrl+c结束掉）
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode -importCheckpoint
6）启动namenode
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
5.5 集群安全模式
1）概述
NameNode启动时，首先将映像文件（fsimage）载入内存，并执行编辑日志（edits）中的各项操作。一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映像，则创建一个新的fsimage文件和一个空的编辑日志。此时，NameNode开始监听DataNode请求。但是此刻，NameNode运行在安全模式，即NameNode的文件系统对于客户端来说是只读的。
系统中的数据块的位置并不是由NameNode维护的，而是以块列表的形式存储在DataNode中。在系统的正常操作期间，NameNode会在内存中保留所有块位置的映射信息。在安全模式下，各个DataNode会向NameNode发送最新的块列表信息，NameNode了解到足够多的块位置信息之后，即可高效运行文件系统。
如果满足“最小副本条件”，NameNode会在30秒钟之后就退出安全模式。所谓的最小副本条件指的是在整个文件系统中99.9%的块满足最小副本级别（默认值：dfs.replication.min=1）。在启动一个刚刚格式化的HDFS集群时，因为系统中还没有任何块，所以NameNode不会进入安全模式。
2）基本语法
集群处于安全模式，不能执行重要操作（写操作）。集群启动完成后，自动退出安全模式。
（1）bin/hdfs dfsadmin -safemode get （功能描述：查看安全模式状态）
（2）bin/hdfs dfsadmin -safemode enter （功能描述：进入安全模式状态）
（3）bin/hdfs dfsadmin -safemode leave （功能描述：离开安全模式状态）
（4）bin/hdfs dfsadmin -safemode wait （功能描述：等待安全模式状态）
3）案例
模拟等待安全模式
（1）先进入安全模式
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfsadmin -safemode enter
（2）执行下面的脚本
编辑一个脚本
| #!/bin/bash bin/hdfs dfsadmin -safemode wait bin/hdfs dfs -put ~/hello.txt /root/hello.txt |
（3）再打开一个窗口，执行
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfsadmin -safemode leave
5.6 NameNode多目录配置
1）NameNode的本地目录可以配置成多个，且每个目录存放内容相同，增加了可靠性。
2）具体配置如下：
（1）在hdfs-site.xml文件中增加如下内容
| <property> <name>dfs.namenode.name.dir</name> <value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name2</value> </property> |
（2）停止集群，删除data和logs中所有数据。
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ rm -rf data/ logs/
[atguigu@hadoop103 hadoop-2.7.2]$ rm -rf data/ logs/
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ rm -rf data/ logs/
（3）格式化集群并启动。
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode –format
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ sbin/start-dfs.sh
（4）查看结果
[atguigu@hadoop102 dfs]$ ll
总用量 12
drwx------. 3 atguigu atguigu 4096 12月 11 08:03 data
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12月 11 08:03 name1
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12月 11 08:03 name2
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