diff --git a/notes/installation/基于Zookeeper搭建Hadoop高可用集群.md b/notes/installation/基于Zookeeper搭建Hadoop高可用集群.md index ff2c0e0..78a3557 100644 --- a/notes/installation/基于Zookeeper搭建Hadoop高可用集群.md +++ b/notes/installation/基于Zookeeper搭建Hadoop高可用集群.md @@ -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。 + + + +
-![HDFS-HA-Architecture-Edureka](D:\BigData-Notes\pictures\HDFS-HA-Architecture-Edureka.png) -> 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: -![hadoop高可用集群1](D:\BigData-Notes\pictures\hadoop高可用集群1.png) +
而hadoop002上的`NameNode`则处于备用状态:
-![hadoop高可用集群1](D:\BigData-Notes\pictures\hadoop高可用集群3.png) +

@@ -403,7 +471,7 @@ hadoop002上的`ResourceManager`处于可用状态:
-![hadoop高可用集群1](D:\BigData-Notes\pictures\hadoop高可用集群4.png) +

@@ -411,7 +479,7 @@ hadoop003上的`ResourceManager`则处于备用状态:
-![hadoop高可用集群1](D:\BigData-Notes\pictures\hadoop高可用集群5.png) +

@@ -419,5 +487,42 @@ hadoop003上的`ResourceManager`则处于备用状态:
-![hadoop高可用集群1](D:\BigData-Notes\pictures\hadoop高可用集群2.png) +
+ +## 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) diff --git a/pictures/hadoop-QJM-同步机制.png b/pictures/hadoop-QJM-同步机制.png new file mode 100644 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 new file mode 100644 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