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@@ -1,13 +1,84 @@
# 基于ZooKeeper搭建Hadoop高可用集群
-## 一、Hadoop高可用
+
+
+
+
+## 一、高可用简介
+
+Hadoop 高可用 (High Availability) 分为 HDFS 高可用和 YARN 高可用,两者的实现基本类似,但 HDFS NameNode 对数据存储及其一致性的要求比 YARN ResourceManger 高得多,所以它的实现也更加复杂,故下面先进行讲解:
+
+### 1.1 高可用整体架构
+
+HDFS 高可用架构如下:
+
+
+
+> *图片引用自:https://www.edureka.co/blog/how-to-set-up-hadoop-cluster-with-hdfs-high-availability/*
+
+HDFS 高可用架构主要由以下组件所构成:
+
++ **Active NameNode 和 Standby NameNode**:两台 NameNode 形成互备,一台处于 Active 状态,为主 NameNode,另外一台处于 Standby 状态,为备 NameNode,只有主 NameNode 才能对外提供读写服务。
+
++ **主备切换控制器 ZKFailoverController**:ZKFailoverController 作为独立的进程运行,对 NameNode 的主备切换进行总体控制。ZKFailoverController 能及时检测到 NameNode 的健康状况,在主 NameNode 故障时借助 Zookeeper 实现自动的主备选举和切换,当然 NameNode 目前也支持不依赖于 Zookeeper 的手动主备切换。
+
++ **Zookeeper 集群**:为主备切换控制器提供主备选举支持。
+
++ **共享存储系统**:共享存储系统是实现 NameNode 的高可用最为关键的部分,共享存储系统保存了 NameNode 在运行过程中所产生的 HDFS 的元数据。主 NameNode 和 NameNode 通过共享存储系统实现元数据同步。在进行主备切换的时候,新的主 NameNode 在确认元数据完全同步之后才能继续对外提供服务。
+
++ **DataNode 节点**:除了通过共享存储系统共享 HDFS 的元数据信息之外,主 NameNode 和备 NameNode 还需要共享 HDFS 的数据块和 DataNode 之间的映射关系。DataNode 会同时向主 NameNode 和备 NameNode 上报数据块的位置信息。
+
+### 1.2 基于 QJM 的共享存储系统的数据同步机制分析
+
+目前 Hadoop 支持使用 Quorum Journal Manager (QJM) 或 Network File System (NFS) 作为共享的存储系统,这里以 QJM 集群为例进行说明:Active NameNode 首先把 EditLog 提交到 JournalNode 集群,然后 Standby NameNode 再从 JournalNode 集群定时同步 EditLog,当 Active NameNode 宕机后, Standby NameNode 在确认元数据完全同步之后就可以对外提供服务。
+
+需要说明的是向 JournalNode 集群写入 EditLog 是遵循 “过半写入则成功” 的策略,所以你至少要有3个 JournalNode 节点,当然你也可以继续增加节点数量,但是应该保证节点总数是奇数。同时如果有 2N+1 台 JournalNode,那么根据过半写的原则,最多可以容忍有 N 台 JournalNode 节点挂掉。
+
+
+
+### 1.3 NameNode 主备切换
+
+NameNode 实现主备切换的流程下图所示:
+
+
+
+1. HealthMonitor 初始化完成之后会启动内部的线程来定时调用对应 NameNode 的 HAServiceProtocol RPC 接口的方法,对 NameNode 的健康状态进行检测。
+
+2. HealthMonitor 如果检测到 NameNode 的健康状态发生变化,会回调 ZKFailoverController 注册的相应方法进行处理。
+
+3. 如果 ZKFailoverController 判断需要进行主备切换,会首先使用 ActiveStandbyElector 来进行自动的主备选举。
+
+4. ActiveStandbyElector 与 Zookeeper 进行交互完成自动的主备选举。
+
+5. ActiveStandbyElector 在主备选举完成后,会回调 ZKFailoverController 的相应方法来通知当前的 NameNode 成为主 NameNode 或备 NameNode。
+
+6. ZKFailoverController 调用对应 NameNode 的 HAServiceProtocol RPC 接口的方法将 NameNode 转换为 Active 状态或 Standby 状态。
+
+
+### 1.4 YARN高可用
+
+YARN ResourceManager 的高可用与 HDFS NameNode 的高可用类似,但是 ResourceManager 不像 NameNode ,没有那么多的元数据信息需要维护,所以它的状态信息可以直接写到 Zookeeper 上,并依赖 Zookeeper 来进行主备选举。
+
+
+
+
-
-> 图片引用自:https://www.edureka.co/blog/how-to-set-up-hadoop-cluster-with-hdfs-high-availability/
## 二、集群规划
+按照高可用的设计目标:需要保证至少有两个 NameNode (一主一备) 和 两个 ResourceManager (一主一备) ,同时为满足“半写入则成功”的原则,需要至少要有3个 JournalNode 节点。这里使用三台主机进行搭建,集群规划如下:
+
+
+
## 三、前置条件
@@ -66,23 +137,24 @@ export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201/
```xml
-
+
fs.defaultFS
hdfs://hadoop001:8020
-
+
hadoop.tmp.dir
/home/hadoop/tmp
+
ha.zookeeper.quorum
hadoop001:2181,hadoop002:2181,hadoop002:2181
-
+
ha.zookeeper.session-timeout.ms
- 1000
+ 10000
```
@@ -91,81 +163,83 @@ export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201/
```xml
-
+
dfs.replication
3
+
dfs.namenode.name.dir
/home/hadoop/namenode/data
+
dfs.datanode.data.dir
/home/hadoop/datanode/data
-
+
dfs.nameservices
mycluster
-
+
dfs.ha.namenodes.mycluster
nn1,nn2
-
+
dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1
hadoop001:8020
-
+
dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2
hadoop002:8020
-
+
dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1
hadoop001:50070
-
+
dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2
hadoop002:50070
-
+
dfs.namenode.shared.edits.dir
qjournal://hadoop001:8485;hadoop002:8485;hadoop003:8485/mycluster
-
+
dfs.journalnode.edits.dir
/home/hadoop/journalnode/data
-
+
dfs.ha.fencing.methods
sshfence
-
+
dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files
/root/.ssh/id_rsa
-
+
dfs.ha.fencing.ssh.connect-timeout
30000
-
+
dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster
org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider
-
+
dfs.ha.automatic-failover.enabled
true
@@ -176,74 +250,68 @@ export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201/
```xml
-
+
yarn.nodemanager.aux-services
mapreduce_shuffle
-
+
yarn.log-aggregation-enable
true
-
+
yarn.log-aggregation.retain-seconds
86400
-
-
+
yarn.resourcemanager.ha.enabled
true
-
-
+
yarn.resourcemanager.cluster-id
my-yarn-cluster
-
-
+
yarn.resourcemanager.ha.rm-ids
rm1,rm2
-
-
+
yarn.resourcemanager.hostname.rm1
hadoop002
-
+
yarn.resourcemanager.hostname.rm2
hadoop003
-
+
yarn.resourcemanager.webapp.address.rm1
hadoop002:8088
+
yarn.resourcemanager.webapp.address.rm2
hadoop003:8088
-
-
+
yarn.resourcemanager.zk-address
hadoop001:2181,hadoop002:2181,hadoop003:2181
-
-
+
yarn.resourcemanager.recovery.enabled
true
-
-
+
yarn.resourcemanager.store.class
org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore
@@ -319,7 +387,7 @@ hdfs namenode -format
### 5.4 初始化HA状态
-在任意一台`NameNode`上使用以下命令初始化HA状态。此时程序会在ZooKeeper上创建一个Znode,用于存储自动故障转移系统的相关数据。这里在`hadoop001`或`hadoop002`上执行都可以,但不要两台机器都执行,因为不能创建同名的Znode。
+在任意一台`NameNode`上使用以下命令来初始化ZooKeeper中HA状态。
```shell
hdfs zkfc -formatZK
@@ -327,7 +395,7 @@ hdfs zkfc -formatZK
### 5.5 启动HDFS
-进入到`Hadoop001`的`${HADOOP_HOME}/sbin`目录下,启动HDFS。此时`hadoop001`和`hadoop002`上的`NameNode`服务,和三台服务器上的`DataNode`服务都会被启动:
+进入到`hadoop001`的`${HADOOP_HOME}/sbin`目录下,启动HDFS。此时`hadoop001`和`hadoop002`上的`NameNode`服务,和三台服务器上的`DataNode`服务都会被启动:
```shell
start-dfs.sh
@@ -335,7 +403,7 @@ start-dfs.sh
### 5.6 启动YARN
-进入到`Hadoop001`的`${HADOOP_HOME}/sbin`目录下,启动YARN。此时`hadoop002`上的`ResourceManager`服务,和三台服务器上的`NodeManager`服务都会被启动。
+进入到`hadoop002`的`${HADOOP_HOME}/sbin`目录下,启动YARN。此时`hadoop002`上的`ResourceManager`服务,和三台服务器上的`NodeManager`服务都会被启动。
```SHEll
start-yarn.sh
@@ -389,13 +457,13 @@ HDFS和YARN的端口号分别为`50070`和`8080`,界面应该如下:
此时hadoop001上的`NameNode`处于可用状态:
-
+
而hadoop002上的`NameNode`则处于备用状态:
-
+
@@ -403,7 +471,7 @@ hadoop002上的`ResourceManager`处于可用状态:
-
+
@@ -411,7 +479,7 @@ hadoop003上的`ResourceManager`则处于备用状态:
-
+
@@ -419,5 +487,42 @@ hadoop003上的`ResourceManager`则处于备用状态:
-
+
+
+## 七、集群的二次启动
+
+上面的集群初次启动涉及到一些必要初始化操作,所以过程略显繁琐。但是集群一旦搭建好后,想要再次启用它是比较方便的,步骤如下(首选需要确保ZooKeeper集群已经启动):
+
+在` hadoop001`启动 HDFS,此时会启动所有与 HDFS 高可用相关的服务,包括 NameNode,DataNode 和 JournalNode:
+
+```shell
+start-dfs.sh
+```
+
+在`hadoop002`启动YARN:
+
+```SHEll
+start-yarn.sh
+```
+
+这个时候`hadoop003`上的`ResourceManager`服务通常还是没有启动的,需要手动启动:
+
+```shell
+yarn-daemon.sh start resourcemanager
+```
+
+
+
+
+
+## 参考资料
+
+以上搭建步骤主要参考自官方文档:
+
++ [HDFS High Availability Using the Quorum Journal Manager](https://hadoop.apache.org/docs/r3.1.2/hadoop-project-dist/hadoop-hdfs/HDFSHighAvailabilityWithQJM.html)
++ [ResourceManager High Availability](https://hadoop.apache.org/docs/r3.1.2/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/ResourceManagerHA.html)
+
+关于Hadoop高可用原理的详细分析,推荐阅读:
+
+[Hadoop NameNode 高可用 (High Availability) 实现解析](https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-hadoop-name-node/index.html)
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index 0000000..452f8e7
Binary files /dev/null and b/pictures/hadoop-QJM-同步机制.png differ
diff --git a/pictures/hadoop-ha高可用集群架构.png b/pictures/hadoop-ha高可用集群架构.png
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index 0000000..65620d1
Binary files /dev/null and b/pictures/hadoop-ha高可用集群架构.png differ
diff --git a/pictures/hadoop-namenode主备切换.png b/pictures/hadoop-namenode主备切换.png
new file mode 100644
index 0000000..e68dd8d
Binary files /dev/null and b/pictures/hadoop-namenode主备切换.png differ
diff --git a/pictures/hadoop-rm-ha-overview.png b/pictures/hadoop-rm-ha-overview.png
new file mode 100644
index 0000000..e5ac65e
Binary files /dev/null and b/pictures/hadoop-rm-ha-overview.png differ
diff --git a/pictures/hadoop高可用集群规划.png b/pictures/hadoop高可用集群规划.png
new file mode 100644
index 0000000..0de350c
Binary files /dev/null and b/pictures/hadoop高可用集群规划.png differ