HDFS-HA自动故障转移工作机制

HDFS-HA自动故障转移工作机制

HA的概念及作用
   所谓HA（High Availablity），即高可用。实现高可用最关键的策略是消除单点故障。单点故障时使得集群出现故障的主要原因。例如当DN挂掉时有其他DN会补上，继续工作。但是当NN挂掉时，则会导致HDFS的崩溃，同理yarn中的RM也是一样。所以我们可以利用HA高可用机制来使得集群更加健壮。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功能通过配置多个NameNodes(Active/Standby)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。
自动故障转移步骤
  自动故障转移为HDFS部署增加了两个新组件：ZooKeeper和ZKFailoverController（ZKFC）进程，如图3-20所示。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：
  故障检测
 集群中的每个NameNode在ZooKeeper中维护了一个会话，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。
  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：
  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。
  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。
  基于ZooKeeper的选择
  如果本地NameNode是健康的，且ZKFC发现没有其它的节点当前持有znode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NameNode为Active。