Hadoop HA

2019-09-26 本文已影响0人 djm猿

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 Active/Standby 两个 NameNodes 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

2 HDFS-HA 工作机制

通过双 NameNode 消除单点故障

2.1 HDFS-HA 工作要点

元数据的管理方式需要改变：

内存中各自保存一份元数据
Edits 日志只有 Active 状态的 NN 可以做写操作
两个 NN 都可以对 Edits 做读操作
共享的 Edits 放在一个共享存储中管理（qjournal）

需要一个状态管理功能模块：

实现了一个 zkfailover，常驻在每一个 NN 所在的节点，每一个zkfailover 负责监控自己所在 NN 节点，利用 zk 进行状态标识，当需要进行状态切换时，由 zkfailover 来负责切换，切换时需要防止 brain split 现象的发生。

必须保证两个 NN 之间能够 ssh 无密码登录

隔离（Fence），即同一时刻仅仅有一个 NN 对外提供服务

2.2 HDFS-HA 自动故障转移工作机制

image

自动故障转移为 HDFS 部署增加了两个新组件：

ZooKeeper：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：急群中的每个 NN 在 ZooKeeper 中维护了一个持久会话，如果宕机，会话也将终止，此时 ZooKeeper 通知另一个 NN 需要触发故障转移
- 现役 NN 选择：ZooKeeper 提供了一个简单的机制用于唯一的选择一个节点为active 状态，如果目前现役 NN 宕机，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 NN
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 NN 的状态，每个运行 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定期 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，如果该节点宕机、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，如果该 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，如果会话终止，锁节点将自动删除
- 基于 ZooKeeper 的选择：如果本地 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 NN 为 active,故障转移进程与前面描述的手动故障转移相似，首先如果必要保护之前的现役 NN，然后本地 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

1、集群规划

在 hadoop102、hadoop103 和 hadoop104 三个节点上部署 ZooKeeper

2、ZooKeeper 分发

同步 /opt/module/zookeeper-3.4.10 目录内容到 hadoop103、hadoop104

3、配置服务器编号

在/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData 目录下创建一个 myid 的文件，添加与 server 对应的编号

4、配置 zoo.cfg 文件

添加如下配置

# 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是服务器通信端口
server.2=hadoop102:2888:3888
server.3=hadoop103:2888:3888
server.4=hadoop104:2888:3888

同步 zoo.cfg

5、分别启动 ZooKeeper

3.3 配置 HDFS-HA 集群

1、将/opt/module/下的 hadoop-2.7.2 拷贝到/opt/module/ha 目录下
2、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>

3、配置 hdfs-site.xml

<configuration>
    <!-- 完全分布式集群名称 -->
    <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通信地址 -->
    <property>
        <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1</name>
        <value>hadoop102:9000</value>
    </property>

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

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

    <!-- nn2的http通信地址 -->
    <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>

    <!-- 使用隔离机制时需要ssh无秘钥登录-->
    <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>

4、将修改后的配置分发到其他主机

3.4 启动 HDFS-HA 集群

1、在各个 JournalNode 节点上，输入以下命令启动 journalnode 服务

sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode

2、在[nn1]上，对其进行格式化，并启动

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

3、在[nn2]上，同步 nn1 的元数据信息

bin/hdfs namenode -bootstrapStandby

4、启动[nn2]

sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

5、在[nn1]上，启动所有 datanode

sbin/hadoop-daemons.sh start datanode

6、将[nn1]切换为 Active

bin/hdfs haadmin -transitionToActive nn1

7、查看是否 Active

bin/hdfs haadmin -getServiceState nn1

3.5 配置 HDFS-HA 自动故障转移

1、在 hdfs-site.xml 中增加如下配置：

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

2、在 core-site.xml 文件中增加如下配置：

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

3、关闭所有HDFS服务：

sbin/stop-dfs.sh

4、启动Zookeeper集群：

bin/zkServer.sh start

5、初始化HA在Zookeeper中状态：

bin/hdfs zkfc -formatZK

6、启动HDFS服务：

sbin/start-dfs.sh

7、验证

将 Active NameNode 进程 kill
```
kill -9 15031
```
将 Active NameNode 机器断开网络
```
service network stop
```