最詳細的hadoop2.2.0叢集的HA高可靠的最簡單配置

一隻老鼠發表於2016-07-06

簡介

[from http://www.open-open.com/lib/view/open1390717631132.html]

hadoop中的NameNode好比是人的心臟，非常重要，絕對不可以停止工作。在hadoop1時代，只有一個NameNode。如果該NameNode資料丟失或者不能工作，那麼整個叢集就不能恢復了。這是hadoop1中的單點問題，也是hadoop1不可靠的表現，如圖1所示。hadoop2就解決了這個問題。

圖1

hadoop2.2.0中HDFS的高可靠指的是可以同時啟動2個NameNode。其中一個處於工作狀態，另一個處於隨時待命狀態。這樣，當一個NameNode所在的伺服器當機時，可以在資料不丟失的情況下，手工或者自動切換到另一個NameNode提供服務。

這些NameNode之間通過共享資料，保證資料的狀態一致。多個NameNode之間共享資料，可以通過Nnetwork File System或者Quorum Journal Node。前者是通過linux共享的檔案系統，屬於作業系統的配置；後者是hadoop自身的東西，屬於軟體的配置。

我們這裡講述使用Quorum Journal Node的配置方式，方式是手工切換。

叢集啟動時，可以同時啟動2個NameNode。這些NameNode只有一個是active的，另一個屬於standby狀態。active狀態意味著提供服務，standby狀態意味著處於休眠狀態，只進行資料同步，時刻準備著提供服務，如圖2所示。

最詳細的hadoop2.2.0叢集的HA高可靠的最簡單配置

圖2

架構

在一個典型的HA叢集中，每個NameNode是一臺獨立的伺服器。在任一時刻，只有一個NameNode處於active狀態，另一個處於standby狀態。其中，active狀態的NameNode負責所有的客戶端操作，standby狀態的NameNode處於從屬地位，維護著資料狀態，隨時準備切換。

兩個NameNode為了資料同步，會通過一組稱作JournalNodes的獨立程式進行相互通訊。當active狀態的NameNode的名稱空間有任何修改時，會告知大部分的JournalNodes程式。standby狀態的NameNode有能力讀取JNs中的變更資訊，並且一直監控edit log的變化，把變化應用於自己的名稱空間。standby可以確保在叢集出錯時，名稱空間狀態已經完全同步了，如圖3所示。

最詳細的hadoop2.2.0叢集的HA高可靠的最簡單配置

圖3

為了確保快速切換，standby狀態的NameNode有必要知道叢集中所有資料塊的位置。為了做到這點，所有的datanodes必須配置兩個NameNode的地址，傳送資料塊位置資訊和心跳給他們兩個。

對於HA叢集而言，確保同一時刻只有一個NameNode處於active狀態是至關重要的。否則，兩個NameNode的資料狀態就會產生分歧，可能丟失資料，或者產生錯誤的結果。為了保證這點，JNs必須確保同一時刻只有一個NameNode可以向自己寫資料。

硬體資源

為了部署HA叢集，應該準備以下事情：

* NameNode伺服器：執行NameNode的伺服器應該有相同的硬體配置。

* JournalNode伺服器：執行的JournalNode程式非常輕量，可以部署在其他的伺服器上。注意：必須允許至少3個節點。當然可以執行更多，但是必須是奇數個，如3、5、7、9個等等。當執行N個節點時，系統可以容忍至少(N-1)/2個節點失敗而不影響正常執行。

在HA叢集中，standby狀態的NameNode可以完成checkpoint操作，因此沒必要配置Secondary NameNode、CheckpointNode、BackupNode。如果真的配置了，還會報錯。

配置

HA叢集需要使用nameservice ID區分一個HDFS叢集。另外，HA中還要使用一個詞，叫做NameNode ID。同一個叢集中的不同NameNode，使用不同的NameNode ID區分。為了支援所有NameNode使用相同的配置檔案，因此在配置引數中，需要把“nameservice ID”作為NameNode ID的字首。

HA配置內容是在檔案hdfs-site.xml中的。下面介紹關鍵配置項。

dfs.nameservices 名稱空間的邏輯名稱。如果使用HDFS Federation，可以配置多個名稱空間的名稱，使用逗號分開即可。

<property>
  <name>dfs.nameservices</name>
  <value>mycluster</value>
</property>

dfs.ha.namenodes.[nameservice ID] 名稱空間中所有NameNode的唯一標示名稱。可以配置多個，使用逗號分隔。該名稱是可以讓DataNode知道每個叢集的所有NameNode。當前，每個叢集最多隻能配置兩個NameNode。

<property>
  <name>dfs.ha.namenodes.mycluster</name>
  <value>nn1,nn2</value>
</property>

dfs.namenode.rpc-address.[nameservice ID].[name node ID] 每個namenode監聽的RPC地址。如下所示

<property>
  <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1</name>
  <value>machine1.example.com:8020</value>
</property>
<property>
  <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2</name>
  <value>machine2.example.com:8020</value>
</property>

dfs.namenode.http-address.[nameservice ID].[name node ID] 每個namenode監聽的http地址。如下所示

<property>
  <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1</name>
  <value>machine1.example.com:50070</value>
</property>
<property>
  <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2</name>
  <value>machine2.example.com:50070</value>
</property>

如果啟用了安全策略，也應該對每個namenode配置htts-address資訊，與此類似。

dfs.namenode.shared.edits.dir 這是NameNode讀寫JNs組的uri。通過這個uri，NameNodes可以讀寫edit log內容。URI的格式"qjournal://host1:port1;host2:port2;host3:port3/journalId"。這裡的host1、host2、host3指的是Journal Node的地址，這裡必須是奇數個，至少3個；其中journalId是叢集的唯一識別符號，對於多個聯邦名稱空間，也使用同一個journalId。配置如下

<property>
  <name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name>
  <value>qjournal://node1.example.com:8485;node2.example.com:8485;node3.example.com:8485/mycluster</value>
</property>

dfs.client.failover.proxy.provider.[nameservice ID] 這裡配置HDFS客戶端連線到Active NameNode的一個java類。

<property>
  <name>dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster</name>
  <value>org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider</value>
</property>

dfs.ha.fencing.methods 配置active namenode出錯時的處理類。當active namenode出錯時，一般需要關閉該程式。處理方式可以是ssh也可以是shell。

如果使用ssh，配置如下

<property>
  <name>dfs.ha.fencing.methods</name>
  <value>sshfence</value>
</property>

<property>
  <name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name>
  <value>/home/exampleuser/.ssh/id_rsa</value>
</property>

這種方法配置簡單，推薦使用。

fs.defaultFS 客戶端連線HDFS時，預設的路徑字首。如果前面配置了nameservice ID的值是mycluster，那麼這裡可以配置為授權資訊的一部分。

可以在core-site.xml中配置如下

<property>
  <name>fs.defaultFS</name>
  <value>hdfs://mycluster</value>
</property>

dfs.journalnode.edits.dir 這是JournalNode程式保持邏輯狀態的路徑。這是在linux伺服器檔案的絕對路徑。

配置如下

<property>
  <name>dfs.journalnode.edits.dir</name>
  <value>/path/to/journal/node/local/data</value>
</property>

部署

以上配置完成後，就可以啟動JournalNode程式了。在各個JournalNode機器上執行命令“hadoop-daemon.sh journalnode”。

如果是一個新的HDFS叢集，還要首先執行格式化命令“hdfs namenode -format”，緊接著啟動本NameNode程式。

如果存在一個已經格式化過的NameNode，並且已經啟動了。那麼應該把該NameNode的資料同步到另一個沒有格式化的NameNode。在未格式化過的NameNode上執行命令“hdfs namenode -bootstrapStandby”。

如果是把一個非HA叢集轉成HA叢集，應該執行命令“hdfs –initializeSharedEdits”，這會初始化JournalNode中的資料。

做了這些事情後，就可以啟動兩個NameNode了。啟動成功後，通過web頁面觀察兩個NameNode的狀態，都是standby。

下面執行命令“hdfs haadmin -failover --forcefence serviceId serviceId2”。就會把NameNode的狀態進行安全的切換。其中後面一個會變為active狀態。這時候再通過web頁面觀察就能看到正確結果了。

管理員命令

執行命令“hdfs haadmin”，會顯示子命令列表，如下

Usage: DFSHAAdmin [-ns <nameserviceId>]
    [-transitionToActive <serviceId>]
    [-transitionToStandby <serviceId>]
    [-failover [--forcefence] [--forceactive] <serviceId> <serviceId>]
    [-getServiceState <serviceId>]
    [-checkHealth <serviceId>]
    [-help <command>]

如果要檢視具體用法，使用“hdfs  haadmin  -help  <command>”。其中，

transitionToActive和transitionToStandby是用於在不同狀態之間切換的。這些命令沒有任何防護錯誤，很少使用。

failover 初始化一個故障恢復。該命令會從一個失效的NameNode切換到另一個上面。

getServiceState 獲取當前NameNode的狀態。

checkHealth 檢查NameNode的狀態。正常就返回0，否則返回非0值。

以下是我的詳細安裝過程描述：

1.確定叢集結構

我這裡採用 5臺虛擬機器，記憶體是512MB，硬碟是20GB，以下是我對這5臺機器的角色分配。

ip地址	主機名	NameNode	JournalNode	DataNode
192.168.80.100	hadoop100	是	是	否
192.168.80.101	hadoop101	是	是	否
192.168.80.102	hadoop102	否	是	是
192.168.80.103	hadoop103	否	否	是
192.168.80.104	hadoop104	否	否	是

2.設定linux、安裝jdk

首先在VMWare中安裝一臺虛擬機器，設定ssh免密碼登入、設定靜態ip為192.168.80.100、設定主機名為hadoop100、編輯/etc/hosts檔案、安裝jdk等，這些內容參考作者前面的文章。不再累述。

然後修改hadoop的配置檔案，下面重點描述。

2.1 編輯檔案$HADOOP_HOME/etc/hadoop/hadoop-env.sh，修改一行內容如下

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk

把這裡的JAVA_HOME前面的#去掉，把值改為自己安裝的jdk路徑；

2.2 編輯檔案$HADOOP_HOME/etc/hadoop/core-site.xml，修改內容如下所示

<name>hadoop.tmp.dir</name>

<value>/usr/local/hadoop/tmp</value>

</property>

<name>fs.default.name</name>

<value>hdfs://hadoop100:9000</value>

</property>

</configuration>

以上配置中，name是hadoop.tmp.dir的值表示hadoop存放資料的目錄，即包括NameNode的資料，也包括DataNode的資料。該路徑任意指定，只要實際存在該資料夾即可。

name是fs.defaultFS的值表示hdfs路徑的邏輯名稱。因為我們會啟動2個NameNode，每個NameNode的位置不一樣，那麼切換後，使用者也要修改程式碼，很麻煩，因此使用一個邏輯路徑，使用者就可以不必擔心NameNode切換帶來的路徑不一致問題了。

2.3 編輯檔案$HADOOP_HOME/etc/hadoop/hdfs-site.xml，修改內容如下所示
<configuration>

<name>dfs.replication</name>

</property>

<name>dfs.nameservices</name>

<value>cluster1</value>

</property>

<name>dfs.ha.namenodes.cluster1</name>

<value>hadoop100,hadoop101</value>

</property>

<name>dfs.namenode.rpc-address.cluster1.hadoop100</name>

<value>hadoop100:9000</value>

</property>

<name>dfs.namenode.rpc-address.cluster1.hadoop101</name>

<value>hadoop101:9000</value>

</property>

<name>dfs.namenode.http-address.cluster1.hadoop100</name>

<value>hadoop100:50070</value>

</property>

<name>dfs.namenode.http-address.cluster1.hadoop101</name>

<value>hadoop101:50070</value>

</property>

<name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name>

<value>qjournal://hadoop100:8485;hadoop101:8485;hadoop102:84

85/cluster1</value>

</property>

<name>dfs.client.failover.proxy.provider.cluster1</name>

<value>org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredF

ailoverProxyProvider</value>

</property>

<name>dfs.ha.fencing.methods</name>

<value>sshfence</value>

</property>

<name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name>

</property>

<name>dfs.journalnode.edits.dir</name>

<value>/usr/local/hadoop/tmp/journal</value>

</property>

</configuration>

以上配置資訊在前面的描述中已經做了解釋。

2.4 編輯檔案$HADOOP_HOME/etc/hadoop/slaves，修改內容如下所示

hadoop102

hadoop103

hadoop104

表示以上三個節點作為DataNode節點。

3.使用虛擬機器再複製出4個虛擬機器。把ip和主機名修改一下，同時修改/etc/hosts檔案。在這裡要確保5個節點之間互相都可以使用ssh免密碼登入。

4.執行命令啟動叢集

以下命令嚴格注意執行順序，不能顛倒！

4.1 啟動JournalNode叢集

在hadoop100、hadoop101、hadoop102上，執行命令 hadoop-daemon.sh start journalnode

4.2 格式化一個NameNode

在hadoop100執行命令 hdfs namenode –format

4.3 啟動一個NameNode

在hadoop100執行命令 hadoop-daemon.sh start namenode

4.4 格式化另一個NameNode

在hadoop101執行命令 hdfs namenode -bootstrapStandby

4.5 啟動另一個NameNode

在hadoop101執行命令 hadoop-daemon.sh start namenode

這時候，使用瀏覽器訪問 http://hadoop100:50070 和 http://hadoop101:50070 。如果能夠看到兩個頁面，證明NameNode啟動成功了。這時，兩個NameNode的狀態都是standby。

4.6 轉換active

在hadoop100執行命令 hdfs haadmin -transitionToActive hadoop100

再使用瀏覽器訪問 http://hadoop100:50070 和 http://hadoop101:50070，會發現hadoop100節點變為active，hadoop101還是standby。

4.7 啟動DataNodes

在hadoop100執行命令 hadoop-daemons.sh start datanode 會啟動3個DataNode節點。

這時候HA叢集就啟動了。

你如果想實驗一下NameNode切換，執行命令 hdfs haadmin –failover –forceactive hadoop100 hadoop101

這時候觀察hadoop100和hadoop101的狀態，就會發現，已經改變了。

如果向上傳資料，還需要修改core-site.xml中的fs.default.name的值，改為hdfs://hadoop101:9000 才行。

如果有的同學配置失敗，可以使用我的一鍵執行指令碼，hadoop目錄是/usr/local/hadoop，一鍵指令碼放在該目錄即可。使用root使用者登入執行。下載地址是http://pan.baidu.com/s/1gdHsVmV

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