[原理]Namenode HA原理(两个NN~主&备)

Namenode HA原理详解（脑裂） - 远方的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET
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Namenode HA 如何实现，关键技术难题是什么？

1. 如何保持主和备NameNode的状态同步，并让Standby在Active挂掉后迅速提供服务，namenode启动比较耗时，包括加载fsimage和editlog（获取file to block信息），处理所有datanode第一次blockreport（获取block to datanode信息），保持NN的状态同步，需要这两部分信息同步。
2. 脑裂（split-brain），指在一个高可用（HA）系统中，当联系着的两个节点断开联系时，本来为一个整体的系统，分裂为两个独立节点，这时两个节点开始争抢共享资源，结果会导致系统混乱，数据损坏。
3. NameNode切换对外透明，主Namenode切换到另外一台机器时，不应该导致正在连接的客户端失败，主要包括Client，Datanode与NameNode的链接。

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社区的NN HA包括两个NN，主（active）与备（standby），ZKFC，ZK，share editlog。流程：集群启动后一个NN处于active状态，并提供服务，处理客户端和datanode的请求，并把editlog写到本地和share editlog（可以是NFS，QJM等）中。另外一个NN处于Standby状态，它启动的时候加载fsimage，然后周期性的从share editlog中获取editlog，保持与active的状态同步。为了实现standby在sctive挂掉后迅速提供服务，需要DN同时向两个NN汇报，使得Stadnby保存block to datanode信息，因为NN启动中最费时的工作是处理所有datanode的blockreport。为了实现热备，增加FailoverController和ZK，FailoverController与ZK通信，通过ZK选主，FailoverController通过RPC让NN转换为active或standby。

QJM的设计
Namenode记录了HDFS的目录文件等元数据，客户端每次对文件的增删改等操作，Namenode都会记录一条日志，叫做editlog，而元数据存储在fsimage中。为了保持Stadnby与active的状态一致，standby需要尽量实时获取每条editlog日志，并应用到FsImage中。这时需要一个共享存储，存放editlog，standby能实时获取日志。这有两个关键点需要保证， 共享存储是高可用的，需要防止两个NameNode同时向共享存储写数据导致数据损坏。
是什么，Qurom Journal Manager，基于Paxos（基于消息传递的一致性算法）。这个算法比较难懂，简单的说，Paxos算法是解决分布式环境中如何就某个值达成一致，（一个典型的场景是，在一个分布式数据库系统中，如果各节点的初始状态一致，每个节点都执行相同的操作序列，那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列，需要在每一条指令上执行一个"一致性算法"以保证每个节点看到的指令一致）

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