Hadoop高可用集群

若HDFS集群中只配置了一个NameNode，那么当该NameNode所在的节点宕机，则整个HDFS就不能进行文件的上传和下载。

若YARN集群中只配置了一个ResourceManager，那么当该ResourceManager所在的节点宕机，则整个YARN就不能进行任务的计算。

*Hadoop依赖Zookeeper进行各个模块的HA配置，其中状态为Active的节点对外提供服务，而状态为StandBy的节点则只负责数据的同步，在必要时提供快速故障转移。

2.HDFS HA集群

2.1 模型

当有两个NameNode时，提供哪个NameNode地址给客户端？

1.Hadoop提供了NameService进程，其是NameNode的代理，维护NameNode列表并存储NameNode的状态，客户端直接访问的是NameService，NameService会将请求转发给当前状态为Active的NameNode。

2.当启动HDFS时，DataNode将同时向两个NameNode进行注册。

怎样发现NameNode无法提供服务以及如何进行NameNode间状态的切换？

1.Hadoop提供了FailoverControllerActive和FailoverControllerStandBy两个进程用于NameNode的生命监控。

2.FailoverControllerActive和FailoverControllerStandBy会分别监控对应状态的NameNode，若NameNode无异常则定期向Zookeeper集群发送心跳，若在一定时间内Zookeeper集群没收到FailoverControllerActive发送的心跳，则认为此时状态为Active的NameNode已经无法对外提供服务，因此将状态为StandBy的NameNode切换为Active状态。

NameNode之间的数据如何进行同步和共享？

1.Hadoop提供了JournalNode用于存放NameNode中的编辑日志。

2.当激活的NameNode执行任何名称空间上的修改时，它将修改的记录保存到JournalNode集群中，备用的NameNode能够实时监控JournalNode集群中日志的变化，当监控到日志发生改变时会将其同步到本地。

*当状态为Active的NameNode无法对外提供服务时，Zookeeper将会自动的将处于StandBy状态的NameNode切换成Active。

2.2 HDFS HA高可用集群搭建

1.配置HDFS（hdfs-site.xml）

dfs.nameservices

mycluster

dfs.ha.namenodes.mycluster

nn1,nn2

dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1

192.168.1.80:8020

dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2

192.168.1.81:8020

dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1

192.168.1.80:50070

dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2

192.168.1.81:50070

dfs.namenode.shared.edits.dir

qjournal://192.168.1.80:8485;192.168.1.81:8485;192.168.1.82:8485/mycluster

dfs.journalnode.edits.dir

/usr/hadoop/hadoop-2.9.0/journalnode

dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster

org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider

dfs.ha.fencing.methods

sshfence

dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files

/root/.ssh/id_rsa

dfs.ha.automatic-failover.enabled

true

ha.zookeeper.quorum

192.168.1.80:2181,192.168.1.81:2181,192.168.1.82:2181

dfs.replication

3

dfs.permissions.enabled

false

dfs.hosts.exclude

/usr/hadoop/hadoop-2.9.0/etc/hadoop/hdfs.exclude

*指定NameNode的RPC通讯地址是为了接收FailoverControllerActive和FailoverControllerStandBy以及DataNode发送的心跳。

2.配置Hadoop公共属性（core-site.xml）

hadoop.tmp.dir

/usr/hadoop/hadoop-2.9.0/data

fs.defaultFS

hdfs://mycluster

fs.trash.interval

1440

*在HDFS HA集群中，StandBy的NameNode会对namespace进行checkpoint操作，因此就不需要在HA集群中运行SecondaryNameNode、CheckpintNode、BackupNode。

2.启动HDFS HA高可用集群

1.分别启动JournalNode

2.格式化第一个NameNode并启动

3.第二个NameNode同步第一个NameNode的信息

4.启动第二个NameNode

5.启动Zookeeper集群

6.格式化Zookeeper

*当格式化ZK后，ZK中将会多了hadoop-ha节点。

7.重启HDFS集群

当HDFS HA集群启动完毕后，可以分别访问NameNode管理页面查看当前NameNode的状态

*可以查看到主机名为hadoop1的NamNode其状态为StandBy，而主机名为hadoop2的NameNode其状态为Active。

8.模拟NameNode宕机，手动杀死进程。

此时访问NameNode管理页面，可见主机名为hadoop1的NameNode其状态从原本的StandBy切换成Active。

2.3 JAVA操作HDFS HA集群

*由于在HDFS HA集群中存在两个NameNode，且服务端暴露的是NameService，因此在通过JAVA连接HDFS HA集群时需要使用Configuration实例进行相关的配置。

/**

* @Auther: ZHUANGHAOTANG

* @Date: 2018/11/6 11:49

* @Description:

*/

public class HDFSUtils {

/**

* HDFS NamenNode URL

*/

private static final String NAMENODE_URL = "hdfs://mycluster:8020";

/**

* 配置项

*/

private static Configuration conf = null;

static {

conf = new Configuration();

//指定默认连接的NameNode,使用NameService的名称

conf.set("fs.defaultFS", "hdfs://mycluster");

//指定NameService的名称

conf.set("dfs.nameservices", "mycluster");

//指定NameService下的NameNode列表

conf.set("dfs.ha.namenodes.mycluster", "nn1,nn2");

//分别指定NameNode的RPC通讯地址

conf.set("dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1", "hadoop1:8020");

conf.set("dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2", "hadoop2:8020");

//配置NameNode失败自动切换的方式

conf.set("dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster", "org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider");

}

/**

* 创建目录

*/

public static void mkdir(String dir) throws Exception {

if (StringUtils.isBlank(dir)) {

throw new Exception("Parameter Is NULL");

}

dir = NAMENODE_URL + dir;

FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(NAMENODE_URL), conf);

if (!fs.exists(new Path(dir))) {

fs.mkdirs(new Path(dir));

}

fs.close();

}

/**

* 删除目录或文件

*/

public static void delete(String dir) throws Exception {

if (StringUtils.isBlank(dir)) {

throw new Exception("Parameter Is NULL");

}

dir = NAMENODE_URL + dir;

FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(NAMENODE_URL), conf);

fs.delete(new Path(dir), true);

fs.close();

}

/**

* 遍历指定路径下的目录和文件

*/

public static List listAll(String dir) throws Exception {

List names = new ArrayList<>();

if (StringUtils.isBlank(dir)) {

throw new Exception("Parameter Is NULL");

}

dir = NAMENODE_URL + dir;

FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(dir), conf);

FileStatus[] files = fs.listStatus(new Path(dir));

for (int i = 0, len = files.length; i < len; i++) {

if (files[i].isFile()) { //文件

names.add(files[i].getPath().toString());

} else if (files[i].isDirectory()) { //目录

names.add(files[i].getPath().toString());

} else if (files[i].isSymlink()) { //软或硬链接

names.add(files[i].getPath().toString());

}

}

fs.close();

return names;

}

/**

* 上传当前服务器的文件到HDFS中

*/

public static void uploadLocalFileToHDFS(String localFile, String hdfsFile) throws Exception {

if (StringUtils.isBlank(localFile) || StringUtils.isBlank(hdfsFile)) {

throw new Exception("Parameter Is NULL");

}

hdfsFile = NAMENODE_URL + hdfsFile;

FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(NAMENODE_URL), conf);

Path src = new Path(localFile);

Path dst = new Path(hdfsFile);

fs.copyFromLocalFile(src, dst);

fs.close();

}

/**

* 通过流上传文件

*/

public static void uploadFile(String hdfsPath, InputStream inputStream) throws Exception {

if (StringUtils.isBlank(hdfsPath)) {

throw new Exception("Parameter Is NULL");

}

hdfsPath = NAMENODE_URL + hdfsPath;

FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(NAMENODE_URL), conf);

FSDataOutputStream os = fs.create(new Path(hdfsPath));

BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(inputStream);

byte[] data = new byte[1024];

while (bufferedInputStream.read(data) != -1) {

os.write(data);

}

os.close();

fs.close();

}

/**

* 从HDFS中下载文件

*/

public static byte[] readFile(String hdfsFile) throws Exception {

if (StringUtils.isBlank(hdfsFile)) {

throw new Exception("Parameter Is NULL");

}

hdfsFile = NAMENODE_URL + hdfsFile;

FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(NAMENODE_URL), conf);

Path path = new Path(hdfsFile);

if (fs.exists(path)) {

FSDataInputStream is = fs.open(path);

FileStatus stat = fs.getFileStatus(path);

byte[] data = new byte[(int) stat.getLen()];

is.readFully(0, data);

is.close();

fs.close();

return data;

} else {

throw new Exception("File Not Found In HDFS");

}

}

}

2.YARN HA集群

2.1 模型

*启动两个ResourceManager后分别向Zookeeper注册，通过Zookeeper管理他们的状态，一旦状态为Active的ResourceManager无法正常提供服务，Zookeeper将会立即将状态为StandBy的ResourceManager切换为Active。

2.2 YARN HA高可用集群搭建

1.配置YARN（yarn-site.xml）

yarn.nodemanager.aux-services

mapreduce_shuffle

yarn.log-aggregation-enable

true

yarn.log-aggregation。retain-seconds

864000

yarn.nodemanager.resource.memory-mb

8192

yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores

8

yarn.resourcemanager.ha.enabled

true

yarn.resourcemanager.cluster-id

cluster1

yarn.resourcemanager.ha.rm-ids

rm1,rm2

yarn.resourcemanager.hostname.rm1

192.168.1.80

yarn.resourcemanager.hostname.rm2

192.168.1.81

yarn.resourcemanager.webapp.address.rm1

192.168.1.80:8088

yarn.resourcemanager.webapp.address.rm2

192.168.1.81:8088

yarn.resourcemanager.zk-address

192.168.1.80:2181,192.168.1.81:2181,192.168.1.82:2181

yarn.resourcemanager.recovery.enabled

true

yarn.resourcemanager.store.class

org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore

yarn.resourcemanager.zk-state-store.parent-path

/rmstore

yarn.nodemanager.recovery.enabled

true

yarn.nodemanager.recovery.dir

/usr/hadoop/hadoop-2.9.0/data/rsnodemanager

yarn.nodemanager.address

0.0.0.0:45454

ResourceManager Restart使用的存储方式(实现类)

1.ResourceManager运行时的数据保存在ZK中：org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore

2.ResourceManager运行时的数据保存在HDFS中：org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.FileSystemRMStateStore

3.ResourceManager运行时的数据保存在本地：org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.LeveldbRMStateStore

*使用不同的存储方式将需要额外的配置项，可参考官网，http://hadoop.apache.org/docs/current/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/ResourceManagerRestart.html

2.启动YARN HA高可用集群

1.在ResourceManager所在节点中启动YARN集群

2.手动启动另一个ResourceManager

*当启动YARN HA集群后，可以分别访问ResourceManager管理页面，http://192.168.1.80:8088、http://192.168.1.81:8088。

访问状态为StandBy的ResourceManager时，会将请求重定向到状态为Active的ResourceManager的管理页面。

3.模拟ResourceManager宕机，手动杀死进程

*Zookeeper在一定时间内无法接收到状态为Active的ResourceManager发送的心跳时，将会立即将状态为StandBy的ResourceManager切换为Active。