HA概述
所谓HA（high available），即高可用（7*24小时不中断服务）。
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。
Hadoop2.0之前，在HDFS集群中NameNode存在单点故障（SPOF）。
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。
HDFS-HA工作机制
通过双namenode消除单点故障
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
HDFS-HA自动故障转移机制
自动故障转移为HDFS部署增加了两个新组件：ZooKeeper 和 ZKFailoverController（ZKFC）进程。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：如果本地是健康的，且发现没有其它的节点当前持有锁，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为。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，然后本地转换为状态。
HDFS-HA集群配置
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
以上步骤可参照如下文章：
https://www.cnblogs.com/ShadowFiend/p/11449593.html
https://www.cnblogs.com/ShadowFiend/p/11450457.html
配置好的三台机器名称分别为：bigdata111,bigdata112,bigdata113;
规划集群
三台机器实现目标：
| bigdata111 | bigdata112 | bigdata113 |
|---|---|---|
| NameNode | NameNode | |
| DataNode | DataNode | DataNode |
| JournalNode | JournalNode | JournalNode |
| ZK | ZK | ZK |
| ZKFC | ZKFC |
配置Zookeeper集群
可参考如下文章：
搭建zookeeper分布式集群 ：https://www.cnblogs.com/ShadowFiend/p/11445756.html
配置HDFS-HA集群
下载包
官方网址：http://hadoop.apache.org/ 找到hadoop安装包下载。
上传包
将下载好的hadoop包上传到/opt/soft/文件夹下；
[root@bigdata111 hadoop]# cd /opt/soft
[root@bigdata111 soft]# rz解压包
将上传的tar.gz包解压到/opt/module/HA/目录下，如果HA没有，则新建一个目录HA；
[root@bigdata111 module]# mkdir /opt/module/HA
[root@bigdata111 module]# tar -zvxf /opt/soft/hadoop-2.8.4.tar.gz -C /opt/module/HA/配置hadoop-env.sh
切换目录到/opt/module/HA/hadoop-2.8.4/etc/hadoop目录下，修改hadoop-env.sh；
[root@bigdata111 hadoop]# vi hadoop-env.sh 将JAVA_HOME修改为如下值：
export JAVA_HOME=/opt/module/jdk1.8.0_144配置core-site.xml
与上面的目录一样，执行vi core-site.xml命令，修改配置；
[root@bigdata111 hadoop]# vi core-site.xml 将Configuration节点修改如下值：
fs.defaultFS
hdfs://mycluster
hadoop.tmp.dir
/opt/module/HA/hadoop-2.8.4/data
配置hdfs-site.xml
执行vi hdfs-site.xml命令，修改hdfs配置；
[root@bigdata111 hadoop]# vi hdfs-site.xml 修改Configuration节点：
dfs.nameservices
mycluster
dfs.ha.namenodes.mycluster
nn1,nn2
dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1
bigdata111:9000
dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2
bigdata112:9000
dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1
bigdata111:50070
dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2
bigdata112:50070
dfs.namenode.shared.edits.dir
qjournal://bigdata111:8485;bigdata112:8485;bigdata113:8485/mycluster
dfs.ha.fencing.methods
sshfence
dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files
/root/.ssh/id_rsa
dfs.journalnode.edits.dir
/opt/module/HA/hadoop-2.8.4/data/jn
dfs.permissions.enable
false
dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster
org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider
修改slaves
执行 vi slaves命令，修改配置；
[root@bigdata111 hadoop]# vi slaves slaves内容如下：
bigdata111
bigdata112
bigdata113发送其他机器
通过scp命令将/opt/module/HA/hadoop-2.8.4 目录发送到其他两台机器对应HA目录下；
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# scp -r /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/ root@bigdata112:/opt/module/HA/[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# scp -r /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/ root@bigdata113:/opt/module/HA/启动HDFS-HA集群
启动journalnode服务
在三台机器上，分别输入以下命令启动journalnode服务，可以利用xshell的发送键到所有命令窗口功能；
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode
starting journalnode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-journalnode-bigdata111.out[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode
starting journalnode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-journalnode-bigdata112.out[root@bigdata113 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode
starting journalnode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-journalnode-bigdata113.out格式化nn1节点namenode
在bigdata111（nn1）上格式化namenode；
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs namenode -format 执行过程中，如果都是INFO，没有ERROR就代表格式化成功了；
启动格式化完毕的namenode；
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
starting namenode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-namenode-bigdata111.out
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
5537 Jps
5460 NameNode
5342 JournalNodenn2同步nn1的元数据
在bigdata112上同步bigdata111上的namenode元数据；
[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs namenode -bootstrapStandby启动nn2
启动bigdata112的namenode
[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
starting namenode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-namenode-bigdata112.out
[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# jps
4467 Jps
4390 NameNode
4285 JournalNode查看节点web页面
bigdata111对应ip：192.168.1.111 则对应的web：192.168.1.111:50070
bigdata111对应ip：192.168.1.111 则对应的web：192.168.1.112:50070
启动所有datanode
启动所有的数据节点；(只需在bigdata111上执行即可)
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemons.sh start datanode
bigdata113: starting datanode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-datanode-bigdata113.out
bigdata111: starting datanode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-datanode-bigdata111.out
bigdata112: starting datanode, logging to /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/logs/hadoop-root-datanode-bigdata112.out
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
5460 NameNode
5741 DataNode
5821 Jps
5342 JournalNode将nn1切换为active
将nn1设置为active状态。
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -transitionToActive nn1 web查看状态
命令查看节点状态
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -getServiceState nn1
active
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -getServiceState nn2
standby模拟故障转移
将nn1的节点进程杀死；看是否nn2会切换为active；
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
5460 NameNode
6023 Jps
5741 DataNode
5342 JournalNode
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# kill -9 5460
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
6033 Jps
5741 DataNode
5342 JournalNode
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -getServiceState nn2
standby 通过结果可以看到，nn2并没有切换为active；所以并未达到自动故障转移目的，下面还有一点配置；
配置HDFS-HA自动故障转移
利用xshell的“发送键到所有命令窗口”功能，同时修改三台机器的配置；
切换到/opt/module/HA/hadoop-2.8.4/etc/hadoop目录下，
修改hdfs-site.xml
[root@bigdata111 hadoop]# vi hdfs-site.xml 在该文件Configuration节点下添加如下语句：
dfs.ha.automatic-failover.enabled
true
修改core-site.xml
同样利用xshell的“发送键到所有命令窗口”功能，同时修改三台机器的配置；目录与上面一样；
[root@bigdata111 hadoop]# vi core-site.xml 在Configuration节点添加如下语句：
ha.zookeeper.quorum
bigdata111:2181,bigdata112:2181,bigdata113:2181
安装fuser命令
linux默认不带fuser命令，安装此命令的目的，是避免HA在主备nn切换执行fuser失败的情况；
利用xshell的“发送键到所有命令窗口”功能，在三台机器同时执行以下命令：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# yum -y install psmisc验证自动故障转移
启动服务
（1）关闭所有HDFS服务：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/stop-dfs.sh （2）启动Zookeeper集群：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# zkServer.sh start （3）初始化HA在Zookeeper中状态：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs zkfc -formatZK （4）启动HDFS服务：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/start-dfs.sh （5）在各个NameNode节点上启动DFSZK Failover Controller，先在哪台机器启动，哪个机器的NameNode就是Active NameNode
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start zkfc3）验证
将Active状态的NameNode进程kill
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
16977 DFSZKFailoverController
18257 ResourceManager
16482 JournalNode
16882 QuorumPeerMain
16628 NameNode
18359 NodeManager
19102 Jps
16767 DataNode
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -getServiceState nn1
active
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -getServiceState nn2
standby
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# kill -9 16628
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
16977 DFSZKFailoverController
18257 ResourceManager
19185 Jps
16482 JournalNode
16882 QuorumPeerMain
18359 NodeManager
16767 DataNode
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -getServiceState nn2
active 通过以上结果可以看出，已经自动切换新的namenode；
至此，HDFS-HA已经配置成功；
YARN-HA集群配置
YARN-HA工作机制
1）官方文档：
http://hadoop.apache.org/docs/r2.7.2/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/ResourceManagerHA.html
2）YARN-HA工作机制
配置YARN-HA集群
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
（6）配置Zookeeper集群
规划集群
三台机器实现目标
| bigdata111 | bigdata112 | bigdata113 |
|---|---|---|
| NameNode | NameNode | |
| DataNode | DataNode | DataNode |
| JournalNode | JournalNode | JournalNode |
| ZK | ZK | ZK |
| ZKFC | ZKFC | |
| ResourceManager | ResourceManager | |
| NodeManager | NodeManager | NodeManager |
具体配置
切换到 /opt/module/HA/hadoop-2.8.4/etc/hadoop 目录，修改yarn-site.xml
[root@bigdata111 hadoop]# vi yarn-site.xml
yarn.nodemanager.aux-services
mapreduce_shuffle
yarn.resourcemanager.ha.enabled
true
yarn.resourcemanager.cluster-id
cluster-yarn1
yarn.resourcemanager.ha.rm-ids
rm1,rm2
yarn.resourcemanager.hostname.rm1
bigdata111
yarn.resourcemanager.hostname.rm2
bigdata112
yarn.resourcemanager.zk-address
bigdata111:2181,bigdata112:2181,bigdata113:2181
yarn.resourcemanager.recovery.enabled
true
yarn.resourcemanager.store.class
org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore
启动HDFS
（1）在各个JournalNode节点上，输入以下命令启动journalnode服务：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode（2）在[nn1]上，对其进行格式化，并启动：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs namenode -format
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start namenode（3）在[nn2]上，同步nn1的元数据信息：
[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs namenode -bootstrapStandby（4）启动[nn2]：
[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemon.sh start namenode（5）启动所有datanode
[root@bigdata112 hadoop-2.8.4]# sbin/hadoop-daemons.sh start datanode（6）将[nn1]切换为Active
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/hdfs haadmin -transitionToActive nn1启动YARN
（1）在bigdata111中启动yarn集群：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/start-yarn.sh（2）在bigdata112中启动yarn的rm节点：
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# sbin/yarn-daemon.sh start resourcemanager（3）查看服务状态
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/yarn rmadmin -getServiceState rm1验证yarn的自动故障迁移
（1）查看rm1和rm2的服务状态
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/yarn rmadmin -getServiceState rm1
active
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/yarn rmadmin -getServiceState rm2
standby （2）将active状态的rm1的进程杀死
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
16977 DFSZKFailoverController
18257 ResourceManager
19265 NameNode
16482 JournalNode
16882 QuorumPeerMain
20531 Jps
18359 NodeManager
16767 DataNode
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# kill -9 18257
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# jps
16977 DFSZKFailoverController
19265 NameNode
16482 JournalNode
16882 QuorumPeerMain
18359 NodeManager
20541 Jps
16767 DataNode （3）查看rm2的服务状态（注意：yarn的故障迁移有时间延迟，大概5秒左右再查看状态）
由下图可见，立即查看rm2时，并未及时更换rourcemanager节点；
5秒后，再运行就可以看到状态发生了改变；
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/yarn rmadmin -getServiceState rm2
standby
[root@bigdata111 hadoop-2.8.4]# bin/yarn rmadmin -getServiceState rm2
active 至此，YARN-HA 就搭建成功了。