Hadoop HA

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 严格来讲应该分红各个组件的 HA 机制：HDFS 的 HA 和 YARN 的 HA
• Hadoop2.0 以前，在 HDFS 集群中 NameNode 存在单点故障（SPOF）
• NameNode 主要在如下两个方面影响 HDFS 集群
  • NameNode 机器发生意外，如宕机，集群将没法使用，直到管理员重启
  • NameNode 机器须要升级，包括软件、硬件升级，此时集群也将没法使用
• HDFS HA 功能经过配置 Active/Standby 两个 NameNodes 实如今集群中对 NameNode 的热备来解决上述问题，若是出现故障，如机器崩溃或机器须要升级维护，这时可经过此种方式将 NameNode 很快的切换到另一台机器

  2 HDFS-HA 工做机制

  经过双 NameNode 消除单点故障

  2.1 HDFS-HA 工做要点

  元数据的管理方式须要改变：

• 内存中各自保存一份元数据
• Edits 日志只有 Active 状态的 NN 能够作写操做
• 两个 NN 均可以对 Edits 作读操做
• 共享的 Edits 放在一个共享存储中管理（qjournal）

须要一个状态管理功能模块：

• 实现了一个 zkfailover，常驻在每个 NN 所在的节点，每个zkfailover 负责监控本身所在 NN 节点，利用 zk 进行状态标识，当须要进行状态切换时，由 zkfailover 来负责切换，切换时须要防止 brain split 现象的发生。

必须保证两个 NN 之间可以 ssh 无密码登陆

隔离（Fence），即同一时刻仅仅有一个 NN 对外提供服务

2.2 HDFS-HA 自动故障转移工做机制

自动故障转移为 HDFS 部署增长了两个新组件：

• ZooKeeper：维护少许协调数据，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 的如下功能：
  • 故障检测：急群中的每一个 NN 在 ZooKeeper 中维护了一个持久会话，若是宕机，会话也将终止，此时 ZooKeeper 通知另外一个 NN 须要触发故障转移
  • 现役 NN 选择：ZooKeeper 提供了一个简单的机制用于惟一的选择一个节点为active 状态，若是目前现役 NN 宕机，另外一个节点可能从 ZooKeeper 得到特殊的排外锁以代表它应该成为现役 NN

• ZKFC 是自动故障转移中的另外一个新组件，是 ZooKeeper 的客户端，也监视和管理 NN 的状态，每一个运行 NN 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按期 ping 与其在相同主机的 NN，只要 NN 及时回复健康状态，ZKFC 认为该节点是健康的，若是该节点宕机、冻结或进入不健康状态，健康监视器会表示该节点为非健康的
  • ZooKeeper 会话管理：当 NN 是健康的，ZKFC 保持一个在 ZooKeeper 中打开的会话，若是该 NN 是 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，若是会话终止，锁节点将自动删除
  • 基于 ZooKeeper 的选择：若是本地 NN 是健康的，且 ZKFC 发现没有其它的节点当前持有 Znode 锁，它将为本身获取该锁，若是成功，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 NN 为 active,故障转移进程与前面描述的手动故障转移类似，首先若是必要保护以前的现役 NN，而后本地 NN 转换为 active 状态

    3 HDFS-HA 集群配置

    3.1 集群规划

    hadoop102	hadoop103	hadoop104
    NameNode	NameNode
    JournalNode	JournalNode	JournalNode
    DataNode	DataNode	DataNode
    ZK	ZK	ZK
    	ResourceManager
    NodeManager	NodeManager	NodeManager

    3.2 配置 Zookeeper 集群

    一、集群规划

• 在 hadoop10二、hadoop103 和 hadoop104 三个节点上部署 ZooKeeper

二、ZooKeeper 分发

• 同步 /opt/module/zookeeper-3.4.10 目录内容到 hadoop10三、hadoop104

三、配置服务器编号

• 在/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData 目录下建立一个 myid 的文件，添加与 server 对应的编号

四、配置 zoo.cfg 文件

• 添加以下配置

# 2是第几号服务器
# hadoop102是这个服务器的地址
# 2888是Follower与Leader交换信息的端口
# 3888是服务器通讯端口
server.2=hadoop102:2888:3888
server.3=hadoop103:2888:3888
server.4=hadoop104:2888:3888

• 同步 zoo.cfg

五、分别启动 ZooKeeper

3.3 配置 HDFS-HA 集群

一、将/opt/module/下的 hadoop-2.7.2 拷贝到/opt/module/ha 目录下
二、配置 core-site.xml

<configuration> 
  <property> 
  <!-- 把两个NN的地址组装成一个集群mycluster -->
    <name>fs.defaultFS</name>  
    <value>hdfs://mycluster</value> 
  </property>  
  <!-- 指定Hadoop运行时产生文件的存储目录 -->  
  <property> 
    <name>hadoop.tmp.dir</name>  
    <value>/opt//module/ha/hadoop-2.7.2/data/tmp</value> 
  </property> 
  <property>
    <name>ha.zookeeper.quorum</name>
    <value>hadoop102:2181,hadoop103:2181,hadoop104:2181</value>
  </property>
</configuration>

三、配置 hdfs-site.xml

<configuration>
    <!-- 彻底分布式集群名称 -->
    <property>
        <name>dfs.nameservices</name>
        <value>mycluster</value>
    </property>

    <!-- 集群中NameNode节点都有哪些 -->
    <property>
        <name>dfs.ha.namenodes.mycluster</name>
        <value>nn1,nn2</value>
    </property>

    <!-- nn1的RPC通讯地址 -->
    <property>
        <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1</name>
        <value>hadoop102:9000</value>
    </property>

    <!-- nn2的RPC通讯地址 -->
    <property>
        <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2</name>
        <value>hadoop103:9000</value>
    </property>

    <!-- nn1的http通讯地址 -->
    <property>
        <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1</name>
        <value>hadoop102:50070</value>
    </property>

    <!-- nn2的http通讯地址 -->
    <property>
        <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2</name>
        <value>hadoop103:50070</value>
    </property>

    <!-- 指定NameNode元数据在JournalNode上的存放位置 -->
    <property>
        <name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name>
        <value>qjournal://hadoop102:8485;hadoop103:8485;hadoop104:8485/mycluster</value>
    </property>

    <!-- 配置隔离机制，即同一时刻只能有一台服务器对外响应 -->
    <property>
        <name>dfs.ha.fencing.methods</name>
        <value>sshfence</value>
    </property>

    <!-- 使用隔离机制时须要ssh无秘钥登陆-->
    <property>
        <name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name>
        <value>/home/djm/.ssh/id_rsa</value>
    </property>

    <!-- 声明journalnode服务器存储目录-->
    <property>
        <name>dfs.journalnode.edits.dir</name>
        <value>/opt/module/ha/hadoop-2.7.2/data/jn</value>
    </property>

    <!-- 关闭权限检查-->
    <property>
        <name>dfs.permissions.enable</name>
        <value>false</value>
    </property>
    <!-- 访问代理类：client，mycluster，active配置失败自动切换实现方式-->
    <property>
        <name>dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster</name>
        <value>org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider</value>
    </property>
</configuration>

四、将修改后的配置分发到其余主机

3.4 启动 HDFS-HA 集群

一、在各个 JournalNode 节点上，输入如下命令启动 journalnode 服务

sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode

二、在[nn1]上，对其进行格式化，并启动

bin/hdfs namenode -format
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

三、在[nn2]上，同步 nn1 的元数据信息

bin/hdfs namenode -bootstrapStandby

四、启动[nn2]

sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

五、在[nn1]上，启动全部 datanode

sbin/hadoop-daemons.sh start datanode

六、将[nn1]切换为 Active

bin/hdfs haadmin -transitionToActive nn1

七、查看是否 Active

bin/hdfs haadmin -getServiceState nn1

3.5 配置 HDFS-HA 自动故障转移

一、在 hdfs-site.xml 中增长 以下配置：

<property>
    <name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name>
    <value>true</value>
</property>

二、在 core-site.xml 文件中增长以下配置：

<property>
    <name>ha.zookeeper.quorum</name>
    <value>hadoop102:2181,hadoop103:2181,hadoop104:2181</value>
</property

三、关闭全部HDFS服务：

sbin/stop-dfs.sh

四、启动Zookeeper集群：

bin/zkServer.sh start

五、初始化HA在Zookeeper中状态：

bin/hdfs zkfc -formatZK

六、启动HDFS服务：

sbin/start-dfs.sh

七、验证

• 将 Active NameNode 进程 kill

  kill -9 15031

• 将 Active NameNode 机器断开网络

  service network stop