大数据入门(四) - 分布式资源调度——YARN框架

1 YARN产生背景

YARN是Hadoop2.x才有的,所以在介绍YARN之前,我们先看一下MapReduce1.x时所存在的问题:

单点故障

节点压力大

不易扩展

1.1 MapReduce1.x时的架构

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可以看到,1.x时,即 Master/Slave 主从结构,在集群上的表现就是一个JobTracker带多个TaskTracker

JobTracker

负责资源管理和作业调度

TaskTracker

定期向JobTracker汇报本节点的健康状况、资源使用情况以及作业执行情况

接收来自JobTracker的命令,例如启动任务或结束任务等。

1.2 该架构存在的问题

整个集群中只有一个JobTracker,就代表着会存在单点故障的情况

JobTracker节点的压力很大,不仅要接收来自客户端的请求,还要接收大量TaskTracker节点的请求

由于JobTracker是单节点,所以容易成为集群中的瓶颈,而且也不易域扩展

JobTracker承载的职责过多,基本整个集群中的事情都是JobTracker来管理

1.x版本的整个集群只支持MapReduce作业,其他例如Spark的作业就不支持了

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由于1.x版本不支持其他框架的作业,所以导致我们需要根据不同的框架去搭建多个集群。这样就会导致资源利用率比较低以及运维成本过高,因为多个集群会导致服务环境比较复杂

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在上图中我们可以看到,不同的框架不仅需要搭建不同的集群

而且这些集群很多时候并不是总是在工作,如上图可以看到,Hadoop集群在忙的时候Spark就比较闲,Spark集群比较忙的时候Hadoop集群就比较闲,而MPI集群则是整体并不是很忙

这样就无法高效的利用资源,因为这些不同的集群无法互相使用资源

除此之外,我们还得运维这些个不同的集群,而且文件系统是无法共享的

如果当需要将Hadoop集群上的HDFS里存储的数据传输到Spark集群上进行计算时,还会耗费相当大的网络IO流量

所以我们就想着要把这些集群都合并在一起,让这些不同的框架能够运行在同一个集群上,这样就能解决这各种各样的问题了.如下

正是因为在1.x中,有各种各样的问题,才使得YARN得以诞生,而YARN就可以令这些不同的框架运行在同一个集群上,并为它们调度资源

Hadoop2.x的架构图:

在上图中,我们可以看到,集群最底层的是HDFS,在其之上的就是YARN层,而在YARN层上则是各种不同的计算框架。所以不同计算框架可以共享同一个HDFS集群上的数据,享受整体的资源调度,进而提高集群资源的利用率,这也就是所谓的 xxx on YARN

2 YARN 架构

2.1 概述

YARN是资源调度框架

通用的资源管理系统

为上层应用提供统一的资源管理和调度

2.2 核心组件

2.2.1 ResourceManager(RM)

整个集群同一时间提供服务的RM只有一个,它负责集群资源的统一管理和调度

还需要处理客户端的请求,例如:提交作业或结束作业等

并且监控集群中的NM,一旦某个NM挂了,那么就需要将该NM上运行的任务告诉AM来如何进行处理。

2.2.2 NodeManager(NM)

整个集群中会有多个NM,它主要负责自己本身节点的资源管理和使用,以及定时向RM汇报本节点的资源使用情况。接收并处理来自RM的各种命令,例如:启动Container。NM还需要处理来自AM的命令,例如:AM会告诉NM需要启动多少个Container来跑task。

2.2.3 ApplicationMaster(AM)

每个应用程序都对应着一个AM。例如:MapReduce会对应一个、Spark会对应一个。它主要负责应用程序的管理,为应用程序向RM申请资源(Core、Memory),将资源分配给内部的task。AM需要与NM通信,以此来启动或停止task。task是运行在Container里面的,所以AM也是运行在Container里面。

2.2.4 Container

封装了CPU、Memory等资源的一个容器,相当于是一个任务运行环境的抽象

2.2.5 Client

客户端,它可以提交作业、查询作业的运行进度以及结束作业

3 YARN 执行流程

官网

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1.client向yarn提交job,首先找ResourceManager分配资源,

2.ResourceManager开启一个Container,在Container中运行一个Application manager

3.Application manager找一台nodemanager启动Application master,计算任务所需的计算

4.Application master向Application manager(Yarn)申请运行任务所需的资源

5.Resource scheduler将资源封装发给Application master

6.Application master将获取到的资源分配给各个nodemanager

7.各个nodemanager得到任务和资源开始执行map task

8.map task执行结束后,开始执行reduce task

9.map task和 reduce task将执行结果反馈给Application master

10.Application master将任务执行的结果反馈pplication manager。

另外找到两篇关于YARN执行流程不错的文章:

【图文】YARN 工作流程

Yarn应用程序运行流程剖析

4 YARN 环境搭建

4.1官方文档指南

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有1不健康节点

错误解决:

从上图中,可以看到有一个不健康的节点,也就是说我们的单节点环境有问题,点击红色框框中标记的数字可以进入到详细的信息页面,在该页面中看到了如下信息:

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于是查看yarn的日志文件:yarn-root-nodemanager-localhost.log,发现如下警告与异常

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很明显是因为磁盘的使用空间达到了90%,所以我们需要删除一些没有的数据,或者扩容磁盘空间才行。于是删除了一堆,让磁盘空间降低到90%以下了:

验证

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到此为止,我们的yarn环境就搭建完成了.

5 提交 PI 的 MapReduce 作业到 TARN 上执行

5.1 提交作业

虽然我们没有搭建MapReduce的环境,但是我们可以使用Hadoop自带的一些测试例子来演示一下如何提交作业到YARN上执行。Hadoop把example的包放在了如下路径,可以看到有好几个jar包:

hadoop-2.6.0-cdh5.7.0/share/hadoop/mapreduce/

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在这里我们使用hadoop-mapreduce-examples-2.6.0-cdh5.7.0.jar这个jar包来进行演示:

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5.2 命令说明

hadoop jar hadoop-mapreduce-examples-2.6.0-cdh5.7.0.jar pi 2 3

hadoop jar 执行一个jar包作业的命令

hadoop-mapreduce-examples-2.6.0-cdh5.7.0.jar 需要被执行的jar包路径

pi 表示计算圆周率,可以写其他的

末尾的两个数据分别表示指定运行2次map, 以及指定每个map任务取样3次,两数相乘即为总的取样数。

5.3 运行以上命令后,到浏览器页面上进行查看,会有以下三个阶段:

5.3.1 接收资源

这个阶段就是ApplicationMaster到ResourceManager上申请作业所需要的资源

5.3.2 运行作业

这时候NodeManager就会把task运行在启动的Container里

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5.3.3 作业完成

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