• Hadoop(25)-高可用集群配置,HDFS-HA和YARN-HA


    一. HA概述

    1. 所谓HA(High Available),即高可用(7*24小时不中断服务)。

    2. 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。

    3. Hadoop2.0之前,在HDFS集群中NameNode存在单点故障(SPOF)。

    4 .   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

    二.HDFS-HA工作机制和工作要点

    通过双NameNode消除单点故障

    1. 元数据管理方式需要改变

    内存中各自保存一份元数据;

    Edits日志只有Active状态的NameNode节点可以做写操作;

    两个NameNode都可以读取Edits;

    共享的Edits放在一个共享存储中管理(qjournal和NFS两个主流实现);

    2.  需要一个状态管理功能模块

    实现了一个zkfailover,常驻在每一个namenode所在的节点,每一个zkfailover负责监控自己所在NameNode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。

    3.  必须保证两个NameNode之间能够ssh无密码登录

    4.  隔离(Fence),即同一时刻仅仅有一个NameNode对外提供服务

    三. HDFS-HA自动故障转移工作机制

    自动故障转移为HDFS部署增加了两个新组件:ZooKeeper和ZKFailoverController(ZKFC)进程。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:

    1. 故障检测:集群中的每个NameNode在ZooKeeper中维护了一个持久会话,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。

    2. 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:

    1. 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。

    2. 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。

    3. 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。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NameNode,然后本地NameNode转换为Active状态。

    单节点相当不可靠,所以用多节点来解决.多节点就会涉及到两个问题--谁是主谁是从(一个写多个读),以及如何确保通信.

    既然每个节点都会宕机,所以写出去的edits.log就要放到一个第三方上--qjournal,而且qjournal也是一个集群,对外提供一致性接口.

    NameNode之间直接通信不可靠,所以需要一个ZooKeeper来作为中介,实时监控状态.状态为Active的才可以写,其他的只能读,以及更频繁的做原本2NN做的备份的事情

    Zkfc的出现,是为了不破坏已有的代码健壮性和稳定性

    如果不确定Active节点是宕机还是网络问题,千万不要贸然让另外的节点上位为Active.如果是之间的网络通信问题而贸然上位,将会产生非常严重的脑裂现象,让数据全部都不可靠

     四. HDFS-HA集群配置

    hadoop100

    hadoop101

    hadoop102

    NameNode    

    NameNode

     

    JournalNode  

    JournalNode  

    JournalNode  

    DataNode

    DataNode

    DataNode

    ZK 

    ZK 

    ZK 

     

    ResourceManager

     

    NodeManager

    NodeManager

    NodeManager

    1. 配置Zookeeper集群,详见zookeeper系列文章

    2. 配置HA集群 官方地址:http://hadoop.apache.org/

    1). 在/opt/module/目录下创建一个文件夹

    mkdir ha

    2). 将/opt/module目录下的hadoop2.7.2拷贝一份至ha目录下

    cp -r hadoop-2.7.2/ /opt/module/ha/

    3). 删除/opt/module/ha/hadoop2.7.2目录下的data logs 以及其他没用的上传文件

    4).cd etc文件夹下, 重新配置core-site.xml文件

    <configuration>
    <!-- 把两个NameNode)的地址组装成一个集群mycluster -->
        <property>
            <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/ha/hadoop-2.7.2/data/tmp</value>
        </property>
    </configuration>

    5). 重新配置hdfs-site.xml,如果没有配置机器间的无密登录,需要先去生成和设置.注意集群名称是要对应的,以及每个节点的host名称,以及路径,不要搞错咯~~

    <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>hadoop100:9000</value>
        </property>
    
        <!-- nn2的RPC通信地址 -->
        <property>
            <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2</name>
            <value>hadoop101:9000</value>
        </property>
    
        <!-- nn1的http通信地址 -->
        <property>
            <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1</name>
            <value>hadoop100:50070</value>
        </property>
    
        <!-- nn2的http通信地址 -->
        <property>
            <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2</name>
            <value>hadoop101:50070</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://hadoop100:8485;hadoop101:8485;hadoop102:8485/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/nty/.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>

    6). 使用脚本,同步到hadoop101和hadoop102机器,(脚本参考这一章Hadoop(4)-Hadoop集群环境搭建)

    xsync /opt/module/ha

    五.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. 查看web页面显示

    http://hadoop100:50070/dfshealth.html#tab-overview

    http://hadoop101:50070/dfshealth.html#tab-overview

    两个节点均为standby状态 

    6. 在[nn1]上,启动所有datanode

      sbin/hadoop-daemons.sh start datanode

    六. 配置HDFS-HA故障自动转移

    1). 在hdfs-site.xml中增加

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

    在core-site.xml中增加

    <property>
        <name>ha.zookeeper.quorum</name>
        <value>hadoop100:2181,hadoop101:2181,hadoop102:2181</value>
    </property>

    xsync同步配置文件

    2). 启动

    关闭所有HDFS服务:

    sbin/stop-dfs.sh

    启动Zookeeper集群:

    bin/zkServer.sh start

    初始化HA在Zookeeper中状态:

    bin/hdfs zkfc -formatZK

    启动HDFS服务:

    sbin/start-dfs.sh

    3). 验证

    将Active NameNode进程kill,观察另外一个节点是否自动成为Active

    kill -9 namenode的进程id

    七.YARN-HA配置

    1). 官方文档:

    http://hadoop.apache.org/docs/r2.7.2/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/ResourceManagerHA.html

     2). yarn-ha工作机制

     3).集群规划

    hadoop100  

    hadoop101 

    hadoop102

    NameNode    

    NameNode

     

    JournalNode  

    JournalNode  

    JournalNode  

    DataNode

    DataNode

    DataNode

    ZK

    ZK

    ZK

    ResourceManager  

    ResourceManager  

    NodeManager

    NodeManager

    NodeManager

     4). 配置yran-site.xml

    <configuration>
    
        <property>
            <name>yarn.nodemanager.aux-services</name>
            <value>mapreduce_shuffle</value>
        </property>
    
        <!--启用resourcemanager ha-->
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.ha.enabled</name>
            <value>true</value>
        </property>
     
        <!--声明两台resourcemanager的地址-->
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.cluster-id</name>
            <value>cluster-yarn1</value>
        </property>
    
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.ha.rm-ids</name>
            <value>rm1,rm2</value>
        </property>
    
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.hostname.rm1</name>
            <value>hadoop100</value>
        </property>
    
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.hostname.rm2</name>
            <value>hadoop101</value>
        </property>
     
        <!--指定zookeeper集群的地址--> 
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.zk-address</name>
            <value>hadoop100:2181,hadoop101:2181,hadoop102:2181</value>
        </property>
    
        <!--启用自动恢复--> 
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.recovery.enabled</name>
            <value>true</value>
        </property>
     
        <!--指定resourcemanager的状态信息存储在zookeeper集群--> 
        <property>
            <name>yarn.resourcemanager.store.class</name>     
    <value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore</value> </property> </configuration>

    xsync配置文件到其他机器

    5). 启动

    先启动hdfs-ha

    启动yarn-ha

    在hadoop100中执行:

    sbin/start-yarn.sh

    在hadoop101中执行:

    sbin/yarn-daemon.sh start resourcemanager

    查看服务状态

    bin/yarn rmadmin -getServiceState rm1

     

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