第二十五章 HDFS—故障排除

一、NameNode故障处理

1.需求

NameNode进程挂了并且存储的数据也丢失了，如何恢复NameNode

2.故障模拟

#1.kill -9 NameNode进程
[delopy@hadoop102 current]$ kill -9 19886

#2.删除NameNode存储的数据（/opt/module/hadoop/data/tmp/dfs/name）
[delopy@hadoop102 hadoop]$ rm -rf /opt/module/hadoop/data/dfs/name/*

3.问题解决

#1.拷贝SecondaryNameNode中数据到原NameNode存储数据目录
[delopy@hadoop102 dfs]$ scp -r delopy@hadoop104:/opt/module/hadoop/data/dfs/namesecondary/* ./name/

#2.重新启动NameNode
[delopy@hadoop102 hadoop]$ hdfs --daemon start namenode

#3.向集群上传一个文件

二、集群安全模式&磁盘修复

1.安全模式

#1.安全模式：
文件系统只接受读数据请求，而不接受删除、修改等变更请求

#2.进入安全模式场景
> NameNode在加载镜像文件和编辑日志期间处于安全模式；
> NameNode再接收DataNode注册时，处于安全模式

#3.退出安全模式条件
dfs.namenode.safemode.min.datanodes:最小可用datanode数量，默认0

dfs.namenode.safemode.threshold-pct:副本数达到最小要求的block占系统总block数的百分比，默认0.999f。（只允许丢一个块）

dfs.namenode.safemode.extension:稳定时间，默认值30000毫秒，即30秒

2.基本语法

集群处于安全模式，不能执行重要操作（写操作）。集群启动完成后，自动退出安全模式。
1）bin/hdfs dfsadmin -safemode get	（功能描述：查看安全模式状态）

2）bin/hdfs dfsadmin -safemode enter （功能描述：进入安全模式状态）

3）bin/hdfs dfsadmin -safemode leave	（功能描述：离开安全模式状态）

4）bin/hdfs dfsadmin -safemode wait	（功能描述：等待安全模式状态）

3.案例1：启动集群进入安全模式

#1.重新启动集群
[delopy@hadoop102 subdir0]$ myhadoop.sh stop
[delopy@hadoop102 subdir0]$ myhadoop.sh start

#2.集群启动后，立即来到集群上删除数据，提示集群处于安全模式

4.案例2：磁盘修复

#1.需求：数据块损坏，进入安全模式，

#2.如何处理
1）分别进入hadoop102、hadoop103、hadoop104的/opt/module/hadoop/data/dfs/data/current/BP-1015489500-192.168.10.102-1611909480872/current/finalized/subdir0/subdir0目录，统一删除某2个块信息
[delopy@hadoop102 subdir0]$ pwd
/opt/module/hadoop/data/dfs/data/current/BP-1015489500-192.168.10.102-1611909480872/current/finalized/subdir0/subdir0

[delopy@hadoop102 subdir0]$ rm -rf blk_1073741847 blk_1073741847_1023.meta
[delopy@hadoop102 subdir0]$ rm -rf blk_1073741865 blk_1073741865_1042.meta
说明：hadoop103/hadoop104重复执行以上命令

2）重新启动集群
[delopy@hadoop102 subdir0]$ myhadoop.sh stop
[delopy@hadoop102 subdir0]$ myhadoop.sh start

3）观察http://hadoop102:9870/dfshealth.html#tab-overview

说明：安全模式已经打开，块的数量没有达到要求。

4）离开安全模式
[delopy@hadoop102 subdir0]$ hdfs dfsadmin -safemode get
Safe mode is ON
[delopy@hadoop102 subdir0]$ hdfs dfsadmin -safemode leave
Safe mode is OFF
	
5）观察http://hadoop102:9870/dfshealth.html#tab-overview

6）将元数据删除

7）观察http://hadoop102:9870/dfshealth.html#tab-overview，集群已经正常

5.案例3：模拟等待安全模式

#1.查看当前模式
[delopy@hadoop102 hadoop]$ hdfs dfsadmin -safemode get
Safe mode is OFF

#2.先进入安全模式
[delopy@hadoop102 hadoop]$ bin/hdfs dfsadmin -safemode enter

#3.创建并执行下面的脚本
在/opt/module/hadoop路径上，编辑一个脚本safemode.sh
[delopy@hadoop102 hadoop]$ vim safemode.sh

#!/bin/bash
hdfs dfsadmin -safemode wait
hdfs dfs -put /opt/module/hadoop/README.txt /

[delopy@hadoop102 hadoop]$ chmod 777 safemode.sh

[delopy@hadoop102 hadoop]$ ./safemode.sh 

#4.再打开一个窗口，执行
[delopy@hadoop102 hadoop]$ bin/hdfs dfsadmin -safemode leave

#5.再观察上一个窗口
Safe mode is OFF

#6.HDFS集群上已经有上传的数据了

三、慢磁盘监控

“慢磁盘”指的时写入数据非常慢的一类磁盘。其实慢性磁盘并不少见，当机器运行时间长了，上面跑的任务多了，磁盘的读写性能自然会退化，严重时就会出现写入数据延时的问题。如何发现慢磁盘？

正常在HDFS上创建一个目录，只需要不到1s的时间。如果你发现创建目录超过1分钟及以上，而且这个现象并不是每次都有。只是偶尔慢了一下，就很有可能存在慢磁盘。可以采用如下方法找出是哪块磁盘慢：

1.通过心跳未联系时间

一般出现慢磁盘现象，会影响到DataNode与NameNode之间的心跳。正常情况心跳时间间隔是3s。超过3s说明有异常。

2.fio命令，测试磁盘的读写性能

#1.顺序读测试
[delopy@hadoop102 ~]# sudo yum install -y fio
[delopy@hadoop102 ~]# sudo fio -filename=/home/delopy/test.log -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_r

Run status group 0 (all jobs):
   READ: bw=360MiB/s (378MB/s), 360MiB/s-360MiB/s (378MB/s-378MB/s), io=20.0GiB (21.5GB), run=56885-56885msec
结果显示，磁盘的总体顺序读速度为360MiB/s。

#2.顺序写测试
[delopy@hadoop102 ~]# sudo fio -filename=/home/delopy/test.log -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_w

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=341MiB/s (357MB/s), 341MiB/s-341MiB/s (357MB/s-357MB/s), io=19.0GiB (21.4GB), run=60001-60001msec
结果显示，磁盘的总体顺序写速度为341MiB/s。

#3.随机写测试
[delopy@hadoop102 ~]# sudo fio -filename=/home/delopy/test.log -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_randw

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=309MiB/s (324MB/s), 309MiB/s-309MiB/s (324MB/s-324MB/s), io=18.1GiB (19.4GB), run=60001-60001msec
结果显示，磁盘的总体随机写速度为309MiB/s。

#4.混合随机读写：
[delopy@hadoop102 ~]# sudo fio -filename=/home/delopy/test.log -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=test_r_w -ioscheduler=noop

Run status group 0 (all jobs):
   READ: bw=220MiB/s (231MB/s), 220MiB/s-220MiB/s (231MB/s-231MB/s), io=12.9GiB (13.9GB), run=60001-60001msec
  WRITE: bw=94.6MiB/s (99.2MB/s), 94.6MiB/s-94.6MiB/s (99.2MB/s-99.2MB/s), io=5674MiB (5950MB), run=60001-60001msec
结果显示，磁盘的总体混合随机读写，读速度为220MiB/s，写速度94.6MiB/s。

四、小文件归档

1.HDFS存储小文件弊端

每个文件均按块存储，每个块的元数据存储在NameNode的内存中，因此HDFS存储小文件会非常低效。因为大量的小文件会耗尽NameNode中的大部分内存。但注意，存储小文件所需要的磁盘容量和数据块的大小无关。例如，一个1MB的文件设置为128MB的块存储，实际使用的是1MB的磁盘空间，而不是128MB。

2.解决存储小文件办法之一

HDFS存档文件或HAR文件，是一个更高效的文件存档工具，它将文件存入HDFS块，在减少NameNode内存使用的同时，允许对文件进行透明的访问。具体说来，HDFS存档文件对内还是一个一个独立文件，对NameNode而言却是一个整体，减少了NameNode的内存。

3.案例实操

#1.需要启动YARN进程
[delopy@hadoop102 hadoop]$ start-yarn.sh

#2.归档文件
把/input目录里面的所有文件归档成一个叫input.har的归档文件，并把归档后文件存储到/output路径下。
[delopy@hadoop102 hadoop]$ hadoop archive -archiveName input.har -p  /input   /output

#3.查看归档
[delopy@hadoop102 hadoop]$ hadoop fs -ls /output/input.har
[delopy@hadoop102 hadoop]$ hadoop fs -ls har:///output/input.har

#4.解归档文件
[delopy@hadoop102 hadoop]$ hadoop fs -cp har:///output/input.har/*    /