Apache Hadoop YARN： 背景及概述

  从2012年8月开始Apache Hadoop YARN（YARN = Yet Another Resource Negotiator）成了Apache Hadoop的一项子工程。自此Apache Hadoop由下面四个子工程组成：

• Hadoop Comon：核心库，为其他部分服务
• Hadoop HDFS：分布式存储系统
• Hadoop MapReduce：MapReduce模型的开源实现
• Hadoop YARN：新一代Hadoop数据处理框架

      概括来说，Hadoop YARN的目的是使得Hadoop数据处理能力超越MapReduce。众所周知，Hadoop HDFS是Hadoop的数据存储层，Hadoop MapReduce是数据处理层。然而，MapReduce已经不能满足今天广泛的数据处理需求，如实时/准实时计算，图计算等。而Hadoop YARN提供了一个更加通用的资源管理和分布式应用框架。在这个框架上，用户可以根据自己需求，实现定制化的数据处理应用。而Hadoop MapReduce也是YARN上的一个应用。我们将会看到MPI，图处理，在线服务等（例如Spark，Storm，HBase）都会和Hadoop MapReduce一样成为YARN上的应用。下面将分别介绍传统的Hadoop MapReduce以及新一代Hadoop YARN架构。

传统的Apache Hadoop MapReduce架构

       传统的Apache Hadoop MapReduce系统由JobTracker和TaskTracker组成。其中JobTracker是master，只有一个；TaskTracker是slaves，每个节点部署一个。

图 1 Apache Hadoop MapReduce系统架构

       JobTracker负责资源管理（通过管理TaskTracker节点），追踪资源消费/释放，以及Job的生命周期管理（调度Job的每个Task，追踪Task进度，为Task提供容错等）。而TaskTracker的职责很简单，依次启动和停止由JobTracker分配的Task，并且周期性的向JobTracker汇报Task进度及状态信息。

Apache Hadoop YARN架构

       YARN的最基本思想是将JobTracker的两个主要职责：资源管理和Job调度管理分别交给两个角色负责。一个是全局的ResourceManager，一个是每个应用一个的ApplicationMaster。ResourceManager以及每个节点一个的NodeManager构成了新的通用系统，实现以分布式方式管理应用。

图2 Apache Hadoop YARN架构

       ResourceManager是系统中仲裁应用之间资源分配的最高权威。而每个应用一个的ApplicationMaster负责向ResourceManager协商资源，并与NodeManager协同工作来执行和管理task。ResourceManager有一个可插入的调度器，负责向各个应用分配资源以满足容量，组等限制。这个调度器是一个纯粹的调度器，意思是它不负责管理或追踪应用的状态，也不负责由于硬件错误或应用问题导致的task失败重启工作。调度器只依据应用的资源需求来执行调度工作，调度内容是一个抽象概念Resource Container，其中包含了资源元素，例如内存，CPU，网络，磁盘等。

       NodeManager是每个节点一个的slave，其负责启动应用的container，管理他们的资源使用（内存，CPU，网络，磁盘）,并向ResourceManager汇报整体的资源使用情况。

       每个应用一个的ApplicationMaster负责向ResourceManager的调度器协商合理的Resource Container并追踪他们的状态，管理进度。从系统角度看，ApplicationMaster本身也是以一个普通container的形式执行。

总结

       由于MapReduce在计算模型方面的局限性，Hadoop实现了更加通用的资源管理系统YARN，并将MapReduce作为其一个应用。在YARN上可以实现多种多样计算模型的应用以满足业务需要。另外由于YARN系统将JobTracker的主要工作进行切分，使得master的压力大大减小（ResourceManager承担的工作量远小于JobTracker），这样YARN系统就可以支持更大的集群规模。

 

参考资料：

【1】http://hortonworks.com/blog/introducing-apache-hadoop-yarn/

【2】http://hortonworks.com/blog/apache-hadoop-yarn-background-and-an-overview/

【3】http://hadoop.apache.org/