大数据技术之_07_Hadoop学习_HDFS_HA(高可用)_HA概述+HDFS-HA工作机制+HDFS-HA集群配置+YARN-HA配置+HDFS Federation(联邦) 架构设计

本文主要是介绍大数据技术之_07_Hadoop学习_HDFS_HA(高可用)_HA概述+HDFS-HA工作机制+HDFS-HA集群配置+YARN-HA配置+HDFS Federation(联邦) 架构设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

第8章 HDFS HA 高可用

8.1 HA概述

• 1）所谓HA（High Available），即高可用（7*24小时不中断服务）。
• 2）实现高可用最关键的策略是消除单点故障。HA严格来说应该分成各个组件的HA机制：HDFS的HA和YARN的HA。
• 3）Hadoop2.0之前，在HDFS集群中NameNode存在单点故障（SPOF）。
• 4）NameNode主要在以下两个方面影响HDFS集群：
  • NameNode机器发生意外，如宕机，集群将无法使用，直到管理员重启。
  • NameNode机器需要升级，包括软件、硬件升级，此时集群也将无法使用。
• HDFS HA功能通过配置Active/Standby两个NameNodes实现在集群中对NameNode的热备来解决上述问题。如果出现故障，如机器崩溃或机器需要升级维护，这时可通过此种方式将NameNode很快的切换到另外一台机器。

8.2 HDFS-HA工作机制

  通过双NameNode消除单点故障。

8.2.1 HDFS-HA工作要点

• 1、元数据管理方式需要改变
  内存中各自保存一份元数据；
  Edits日志只有Active状态的NameNode节点可以做写操作；
  两个NameNode都可以读取Edits；
  共享的Edits放在一个共享存储中管理（qjournal和NFS两个主流实现）。
• 2、需要一个状态管理功能模块
  实现了一个zkfailover，常驻在每一个namenode所在的节点，每一个zkfailover负责监控自己所在NameNode节点，利用zk进行状态标识，当需要进行状态切换时，由zkfailover来负责切换，切换时需要防止brain split（脑裂）现象的发生。
• 3、必须保证两个NameNode之间能够ssh无密码登录。
• 4、隔离（Fence），即同一时刻仅仅有一个NameNode对外提供服务。

8.2.2 HDFS-HA手动故障转移工作机制

8.2.3 HDFS-HA自动故障转移工作机制

• 前面学习了使用命令hdfs haadmin -failover手动进行故障转移，在该模式下，即使现役NameNode已经失效，系统也不会自动从现役NameNode转移到待机NameNode，下面学习如何配置部署HA自动进行故障转移。自动故障转移为HDFS部署增加了两个新组件(进程)：ZooKeeper和ZKFailoverController（ZKFC）进程，如下图所示。
• ZooKeeper是维护少量协调数据，通知客户端这些数据的改变和监视客户端故障的高可用服务。HA的自动故障转移依赖于ZooKeeper的以下功能：
  • 1）故障检测：集群中的每个NameNode在ZooKeeper中维护了一个持久会话，如果机器崩溃，ZooKeeper中的会话将终止，ZooKeeper通知另一个NameNode需要触发故障转移。
  • 2）现役NameNode选择：ZooKeeper提供了一个简单的机制用于唯一的选择一个节点为active状态。如果目前现役NameNode崩溃，另一个节点可能从ZooKeeper获得特殊的排外锁以表明它应该成为现役NameNode。
• ZKFC是自动故障转移中的另一个新组件，是ZooKeeper的客户端，也监视和管理NameNode的状态。每个运行NameNode的主机也运行了一个ZKFC进程，ZKFC负责：
  • 1）健康监测：ZKFC使用一个健康检查命令定期地ping与之在相同主机的NameNode，只要该NameNode及时地回复健康状态，ZKFC认为该节点是健康的。如果该节点崩溃，冻结或进入不健康状态，健康监测器标识该节点为非健康的。
  • 2）ZooKeeper会话管理：当本地NameNode是健康的，ZKFC保持一个在ZooKeeper中打开的会话。如果本地NameNode处于active状态，ZKFC也保持一个特殊的znode锁，该锁使用了ZooKeeper对短暂节点的支持，如果会话终止，锁节点将自动删除。
  • 3）基于ZooKeeper的选择：如果本地NameNode是健康的，且ZKFC发现没有其它的节点当前持有znode锁，它将为自己获取该锁。如果成功，则它已经赢得了选择，并负责运行故障转移进程以使它的本地NameNode为Active。故障转移进程与前面描述的手动故障转移相似，首先如果必要保护之前的现役NameNode，然后本地NameNode转换为Active状态。

8.3 HDFS-HA集群配置

8.3.1 环境准备

1、修改ip
2、修改主机名及主机名和ip地址的映射
3、关闭防火墙
4、ssh免密登录
5、安装JDK，配置环境变量等

8.3.2 规划集群

8.3.3 配置Zookeeper集群

1、集群规划
  在hadoop102、hadoop103和hadoop104三个节点上部署Zookeeper。
2、解压安装
（1）解压Zookeeper安装包到/opt/module/目录下

[atguigu@hadoop102 software]$ tar -zxvf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /opt/module/

（2）同步/opt/module/zookeeper-3.4.10/目录内容到hadoop103、hadoop104

[atguigu@hadoop102 module]$ xsync zookeeper-3.4.10/

3、配置服务器编号
（1）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/这个目录下创建zkData

[atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ mkdir -p zkData

（2）在/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData目录下创建一个myid的文件

[atguigu@hadoop102 zkData]$ touch myid

添加myid文件，注意一定要在linux里面创建，在notepad++里面很可能乱码。
（3）编辑myid文件

[atguigu@hadoop102 zkData]$ vim myid

在文件中添加与server对应的编号：

2

（4）拷贝配置好的zookeeper到其他机器上

[atguigu@hadoop102 zkData]$ xsync myid

并分别在hadoop102、hadoop103上修改myid文件中内容为3、4
4、配置zoo.cfg文件
（1）重命名/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个目录下的zoo_sample.cfg为zoo.cfg

[atguigu@hadoop102 conf]$ mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

（2）打开zoo.cfg文件

[atguigu@hadoop102 conf]$ vim zoo.cfg

修改数据存储路径配置

dataDir=/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData

增加如下配置

#######################cluster##########################
server.2=hadoop102:2888:3888
server.3=hadoop103:2888:3888
server.4=hadoop104:2888:3888

（3）同步zoo.cfg配置文件

[atguigu@hadoop102 conf]$ xsync zoo.cfg

（4）配置参数解读

server.A=B:C:D。

A是一个数字，表示这个是第几号服务器；
  集群模式下配置一个文件myid，这个文件在dataDir目录下，这个文件里面有一个数据就是A的值，Zookeeper启动时读取此文件，拿到里面的数据与zoo.cfg里面的配置信息比较从而判断到底是哪个server。
B是这个服务器的ip地址；
C是这个服务器与集群中的Leader服务器交换信息的端口；
D是万一集群中的Leader服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。

4、集群操作
（1）分别启动Zookeeper

[atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start
[atguigu@hadoop103 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start
[atguigu@hadoop104 zookeeper-3.4.10]$ bin/zkServer.sh start

（2）查看状态

[atguigu@hadoop102 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower
[atguigu@hadoop103 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: leader
[atguigu@hadoop104 zookeeper-3.4.5]# bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /opt/module/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

8.3.4 配置HDFS-HA集群

1、官方地址：http://hadoop.apache.org/
2、在opt目录下创建一个HA文件夹

mkdir HA

3、将/opt/app/下的 hadoop-2.7.2拷贝到/opt/ha目录下

cp -r hadoop-2.7.2/ /opt/HA/

4、配置hadoop-env.sh

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk1.8.0_144

5、配置core-site.xml

<configuration><!-- Hadoop FS客户端在没有给出时使用的默认路径前缀 --><property><name>fs.defaultFS</name><value>hdfs://mycluster</value></property><!-- 指定Hadoop运行时产生文件的存储目录 --><property><name>hadoop.tmp.dir</name><value>/opt/module/HA/hadoop-2.7.2/data/tmp

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