HDFS的HA机制

简介

所谓HA，即高可用（7*24小时不中断服务），实现高可用最关键的是消除单点故障
hadoop-HA严格来说应该分成各个组件的HA机制——HDFS的HA、YARN的HA

HDFS的HA机制架构

在这里插入图片描述

HDFS的HA机制详解

Hadoop2增加了对HDFS的HA支持，配置了一对活动-备用（active-standy）namenode，当活动namenode失效，备用namenode接管它的任务并开始服务于客户端的请求，不会有明显的中断。
为了能够实时同步Active和Standby两个NameNode的元数据信息（实际上edits日志），需提供一个共享存储系统，可以是NFS、QJM（Quorum Journal Manager)群体日志管理器，Active Namenode将数据写入共享存储系统，而Standby监听该系统，一旦发现有新数据写入，则读取这些数据，并加载到自己内存中，以保证自己内存状态与Active NameNode保持基本一致。如此，在紧急情况下standby便可快速切为active namenode。
edits：客户端对hdfs进行写文件时会首先被记录在edits文件中， edits日志只能有一份，只有Active状态的namenode节点可以做写操作，两个namenode都可以读取edits。
fsimage:是namenode中关于元数据的镜像，一般称为检查点。
故障切换与规避：系统中存在一个故障转换控制器（failover controler）的新实体，管理着将活动namenode转换为备用namenode的转换过程。默认的故障转换器是使用zookeeper，确保当前有且只有一个活动的namenode。

HA高可用集群搭建

注意：apache提供的hadoop-2.6.4的安装包是在32位操作系统编译的，因为hadoop依赖一些C++的本地库，
所以如果在64位的操作上安装hadoop-2.6.4就需要重新在64操作系统上重新编译

前期准备：
1.修改Linux主机名
2.修改IP
3.修改主机名和IP的映射关系 /etc/hosts
/etc/hosts里面要配置的是内网IP地址和主机名的映射关系
4.关闭防火墙
5.ssh免登陆
6.安装JDK，配置环境变量等
集群规划：

主机名 IP 安装的软件运行的进程
mini1 192.168.1.200 jdk、hadoop NameNode、DFSZKFailoverController(zkfc)
mini2 192.168.1.201 jdk、hadoop NameNode、DFSZKFailoverController(zkfc)
mini3 192.168.1.202 jdk、hadoop ResourceManager
mini4 192.168.1.203 jdk、hadoop ResourceManager
mini5 192.168.1.205 jdk、hadoop、zookeeper DataNode、NodeManager、JournalNode、QuorumPeerMain
mini6 192.168.1.206 jdk、hadoop、zookeeper DataNode、NodeManager、JournalNode、QuorumPeerMain
mini7 192.168.1.207 jdk、hadoop、zookeeper DataNode、NodeManager、JournalNode、QuorumPeerMain

说明：
1.在hadoop2.0中通常由两个NameNode组成，一个处于active状态，另一个处于standby状态。Active NameNode对外提供服务，而Standby NameNode则不对外提供服务，仅同步active namenode的状态，以便能够在它失败时快速进行切换。
hadoop2.0官方提供了两种HDFS HA的解决方案，一种是NFS，另一种是QJM。这里我们使用简单的QJM。在该方案中，主备NameNode之间通过一组JournalNode同步元数据信息，一条数据只要成功写入多数JournalNode即认为写入成功。通常配置奇数个JournalNode
这里还配置了一个zookeeper集群，用于ZKFC（DFSZKFailoverController）故障转移，当Active NameNode挂掉了，会自动切换Standby NameNode为standby状态
2.hadoop-2.2.0中依然存在一个问题，就是ResourceManager只有一个，存在单点故障，hadoop-2.6.4解决了这个问题，有两个ResourceManager，一个是Active，一个是Standby，状态由zookeeper进行协调
安装步骤：
1.安装配置zooekeeper集群（在hadoop05上）
1.1解压
tar -zxvf zookeeper-3.4.5.tar.gz -C /home/hadoop/app/
1.2修改配置
cd /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/conf/
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
vim zoo.cfg
修改：dataDir=/home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/tmp
在最后添加：
server.1=hadoop05:2888:3888
server.2=hadoop06:2888:3888
server.3=hadoop07:2888:3888
保存退出
然后创建一个tmp文件夹
mkdir /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/tmp
echo 1 > /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/tmp/myid
1.3将配置好的zookeeper拷贝到其他节点(首先分别在hadoop06、hadoop07根目录下创建一个hadoop目录：mkdir /hadoop)
scp -r /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/ hadoop06:/home/hadoop/app/
scp -r /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/ hadoop07:/home/hadoop/app/
注意：修改hadoop06、hadoop07对应/hadoop/zookeeper-3.4.5/tmp/myid内容
hadoop06：
echo 2 > /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/tmp/myid
hadoop07：
echo 3 > /home/hadoop/app/zookeeper-3.4.5/tmp/myid
2.安装配置hadoop集群（在hadoop00上操作）
2.1解压
tar -zxvf hadoop-2.6.4.tar.gz -C /home/hadoop/app/
2.2配置HDFS（hadoop2.0所有的配置文件都在 $KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '#' at position 31: \dots/hadoop目录下） #̲将hadoop添加到环境变量中\dots$ PATH: $JAVA_HOME/bin:$ HADOOP_HOME/bin
#hadoop2.0的配置文件全部在$HADOOP_HOME/etc/hadoop下
cd /home/hadoop/app/hadoop-2.6.4/etc/hadoop
2.2.1修改hadoo-env.sh
export JAVA_HOME=/home/hadoop/app/jdk1.7.0_55

###########################################################################

2.2.2修改core-site.xml

fs.defaultFS hdfs://bi/ hadoop.tmp.dir /home/hadoop/app/hdpdata/ ha.zookeeper.quorum mini5:2181,mini6:2181,mini7:2181

###############################################################################

2.2.3修改hdfs-site.xml

dfs.nameservices bi dfs.ha.namenodes.bi nn1,nn2 dfs.namenode.rpc-address.bi.nn1 mini1:9000 dfs.namenode.http-address.bi.nn1 mini1:50070 dfs.namenode.rpc-address.bi.nn2 mini2:9000 dfs.namenode.http-address.bi.nn2 mini2:50070 dfs.namenode.shared.edits.dir qjournal://mini5:8485;mini6:8485;mini7:8485/bi dfs.journalnode.edits.dir /home/hadoop/journaldata dfs.ha.automatic-failover.enabled true dfs.client.failover.proxy.provider.bi org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider dfs.ha.fencing.methods sshfence shell(/bin/true) dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files /home/hadoop/.ssh/id_rsa dfs.ha.fencing.ssh.connect-timeout 30000

###############################################################################

2.2.4修改mapred-site.xml

mapreduce.framework.name yarn

###############################################################################

2.2.5修改yarn-site.xml

yarn.resourcemanager.ha.enabled true yarn.resourcemanager.cluster-id yrc yarn.resourcemanager.ha.rm-ids rm1,rm2 yarn.resourcemanager.hostname.rm1 mini3 yarn.resourcemanager.hostname.rm2 mini4 yarn.resourcemanager.zk-address mini5:2181,mini6:2181,mini7:2181 yarn.nodemanager.aux-services mapreduce_shuffle

2.2.6修改slaves(slaves是指定子节点的位置，因为要在hadoop01上启动HDFS、在hadoop03启动yarn，所以hadoop01上的slaves文件指定的是datanode的位置，hadoop03上的slaves文件指定的是nodemanager的位置)
mini5
mini6
mini7
2.2.7配置免密码登陆
#首先要配置hadoop00到hadoop01、hadoop02、hadoop03、hadoop04、hadoop05、hadoop06、hadoop07的免密码登陆
#在hadoop01上生产一对钥匙
ssh-keygen -t rsa
#将公钥拷贝到其他节点，包括自己
ssh-coyp-id hadoop00
ssh-coyp-id hadoop01
ssh-coyp-id hadoop02
ssh-coyp-id hadoop03
ssh-coyp-id hadoop04
ssh-coyp-id hadoop05
ssh-coyp-id hadoop06
ssh-coyp-id hadoop07
#配置hadoop02到hadoop04、hadoop05、hadoop06、hadoop07的免密码登陆
#在hadoop02上生产一对钥匙
ssh-keygen -t rsa
#将公钥拷贝到其他节点
ssh-coyp-id hadoop03
ssh-coyp-id hadoop04
ssh-coyp-id hadoop05
ssh-coyp-id hadoop06
ssh-coyp-id hadoop07
#注意：两个namenode之间要配置ssh免密码登陆，别忘了配置hadoop01到hadoop00的免登陆
在hadoop01上生产一对钥匙
ssh-keygen -t rsa
ssh-coyp-id -i hadoop00
2.4将配置好的hadoop拷贝到其他节点
scp -r /hadoop/ hadoop02:/
scp -r /hadoop/ hadoop03:/
scp -r /hadoop/hadoop-2.6.4/ hadoop@hadoop04:/hadoop/
scp -r /hadoop/hadoop-2.6.4/ hadoop@hadoop05:/hadoop/
scp -r /hadoop/hadoop-2.6.4/ hadoop@hadoop06:/hadoop/
scp -r /hadoop/hadoop-2.6.4/ hadoop@hadoop07:/hadoop/

###注意：严格按照下面的步骤!!!
2.5启动zookeeper集群（分别在mini5、mini6、mini7上启动zk）
cd /hadoop/zookeeper-3.4.5/bin/
./zkServer.sh start
#查看状态：一个leader，两个follower
./zkServer.sh status

2.6启动journalnode（分别在在mini5、mini6、mini7上执行）
cd /hadoop/hadoop-2.6.4
sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode
#运行jps命令检验，hadoop05、hadoop06、hadoop07上多了JournalNode进程

2.7格式化HDFS
#在mini1上执行命令:
hdfs namenode -format
#格式化后会在根据core-site.xml中的hadoop.tmp.dir配置生成个文件，这里我配置的是/hadoop/hadoop-2.6.4/tmp，然后将/hadoop/hadoop-2.6.4/tmp拷贝到hadoop02的/hadoop/hadoop-2.6.4/下。
scp -r tmp/ hadoop02:/home/hadoop/app/hadoop-2.6.4/
##也可以这样，建议hdfs namenode -bootstrapStandby
2.8格式化ZKFC(在mini1上执行一次即可)
hdfs zkfc -formatZK
2.9启动HDFS(在mini1上执行)
sbin/start-dfs.sh
2.10启动YARN(#####注意#####：是在hadoop02上执行start-yarn.sh，把namenode和resourcemanager分开是因为性能问题，因为他们都要占用大量资源，所以把他们分开了，他们分开了就要分别在不同的机器上启动)
sbin/start-yarn.sh
到此，hadoop-2.6.4配置完毕，可以统计浏览器访问:
http://hadoop00:50070
NameNode ‘hadoop01:9000’ (active)
http://hadoop01:50070
NameNode ‘hadoop02:9000’ (standby)
验证HDFS HA
首先向hdfs上传一个文件
hadoop fs -put /etc/profile /profile
hadoop fs -ls /
然后再kill掉active的NameNode
kill -9
通过浏览器访问：http://192.168.1.202:50070
NameNode ‘hadoop02:9000’ (active)
这个时候hadoop02上的NameNode变成了active
在执行命令：
hadoop fs -ls /
-rw-r–r-- 3 root supergroup 1926 2014-02-06 15:36 /profile
刚才上传的文件依然存在！！！
手动启动那个挂掉的NameNode
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
通过浏览器访问：http://192.168.1.201:50070
NameNode ‘hadoop01:9000’ (standby)
验证YARN：
运行一下hadoop提供的demo中的WordCount程序：
hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-2.4.1.jar wordcount /profile /out
OK，大功告成！！！
测试集群工作状态的一些指令：
bin/hdfs dfsadmin -report 查看hdfs的各节点状态信息
bin/hdfs haadmin -getServiceState nn1 获取一个namenode节点的HA状态
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode 单独启动一个namenode进程
./hadoop-daemon.sh start zkfc 单独启动一个zkfc进程

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HDFS的HA机制架构

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