一、高可用簡介Hadoop 高可用 (High Availability) 分為 HDFS 高可用和 YARN 高可用，兩者的實(shí)現(xiàn)基本類似，但 HDFS NameNode 對數(shù)據(jù)存儲及其一致性的要求比 YARN ResourceManger 高得多，所以它的實(shí)現(xiàn)也更加復(fù)雜，故下面先進(jìn)行講解： 1.1 高可用整體架構(gòu)HDFS 高可用架構(gòu)如下： 
圖片引用自：https://www./blog/how-to-set-up-hadoop-cluster-with-hdfs-high-availability/
HDFS 高可用架構(gòu)主要由以下組件所構(gòu)成： Active NameNode 和 Standby NameNode：兩臺 NameNode 形成互備，一臺處于 Active 狀態(tài)，為主 NameNode，另外一臺處于 Standby 狀態(tài)，為備 NameNode，只有主 NameNode 才能對外提供讀寫服務(wù)。 主備切換控制器 ZKFailoverController：ZKFailoverController 作為獨(dú)立的進(jìn)程運(yùn)行，對 NameNode 的主備切換進(jìn)行總體控制。ZKFailoverController 能及時檢測到 NameNode 的健康狀況，在主 NameNode 故障時借助 Zookeeper 實(shí)現(xiàn)自動的主備選舉和切換，當(dāng)然 NameNode 目前也支持不依賴于 Zookeeper 的手動主備切換。 Zookeeper 集群：為主備切換控制器提供主備選舉支持。 共享存儲系統(tǒng)：共享存儲系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn) NameNode 的高可用最為關(guān)鍵的部分，共享存儲系統(tǒng)保存了 NameNode 在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的 HDFS 的元數(shù)據(jù)。主 NameNode 和 NameNode 通過共享存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)同步。在進(jìn)行主備切換的時候，新的主 NameNode 在確認(rèn)元數(shù)據(jù)完全同步之后才能繼續(xù)對外提供服務(wù)。 DataNode 節(jié)點(diǎn)：除了通過共享存儲系統(tǒng)共享 HDFS 的元數(shù)據(jù)信息之外，主 NameNode 和備 NameNode 還需要共享 HDFS 的數(shù)據(jù)塊和 DataNode 之間的映射關(guān)系。DataNode 會同時向主 NameNode 和備 NameNode 上報數(shù)據(jù)塊的位置信息。
1.2 基于 QJM 的共享存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步機(jī)制分析目前 Hadoop 支持使用 Quorum Journal Manager (QJM) 或 Network File System (NFS) 作為共享的存儲系統(tǒng)，這里以 QJM 集群為例進(jìn)行說明：Active NameNode 首先把 EditLog 提交到 JournalNode 集群，然后 Standby NameNode 再從 JournalNode 集群定時同步 EditLog，當(dāng) Active NameNode 宕機(jī)后， Standby NameNode 在確認(rèn)元數(shù)據(jù)完全同步之后就可以對外提供服務(wù)。 需要說明的是向 JournalNode 集群寫入 EditLog 是遵循 “過半寫入則成功” 的策略，所以你至少要有3個 JournalNode 節(jié)點(diǎn)，當(dāng)然你也可以繼續(xù)增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量，但是應(yīng)該保證節(jié)點(diǎn)總數(shù)是奇數(shù)。同時如果有 2N+1 臺 JournalNode，那么根據(jù)過半寫的原則，最多可以容忍有 N 臺 JournalNode 節(jié)點(diǎn)掛掉。 
1.3 NameNode 主備切換NameNode 實(shí)現(xiàn)主備切換的流程下圖所示： 
HealthMonitor 初始化完成之后會啟動內(nèi)部的線程來定時調(diào)用對應(yīng) NameNode 的 HAServiceProtocol RPC 接口的方法，對 NameNode 的健康狀態(tài)進(jìn)行檢測。 HealthMonitor 如果檢測到 NameNode 的健康狀態(tài)發(fā)生變化，會回調(diào) ZKFailoverController 注冊的相應(yīng)方法進(jìn)行處理。 如果 ZKFailoverController 判斷需要進(jìn)行主備切換，會首先使用 ActiveStandbyElector 來進(jìn)行自動的主備選舉。 ActiveStandbyElector 與 Zookeeper 進(jìn)行交互完成自動的主備選舉。 ActiveStandbyElector 在主備選舉完成后，會回調(diào) ZKFailoverController 的相應(yīng)方法來通知當(dāng)前的 NameNode 成為主 NameNode 或備 NameNode。 ZKFailoverController 調(diào)用對應(yīng) NameNode 的 HAServiceProtocol RPC 接口的方法將 NameNode 轉(zhuǎn)換為 Active 狀態(tài)或 Standby 狀態(tài)。
1.4 YARN高可用YARN ResourceManager 的高可用與 HDFS NameNode 的高可用類似，但是 ResourceManager 不像 NameNode ，沒有那么多的元數(shù)據(jù)信息需要維護(hù)，所以它的狀態(tài)信息可以直接寫到 Zookeeper 上，并依賴 Zookeeper 來進(jìn)行主備選舉。 
二、集群規(guī)劃按照高可用的設(shè)計目標(biāo)：需要保證至少有兩個 NameNode (一主一備) 和 兩個 ResourceManager (一主一備) ，同時為滿足“過半寫入則成功”的原則，需要至少要有3個 JournalNode 節(jié)點(diǎn)。這里使用三臺主機(jī)進(jìn)行搭建，集群規(guī)劃如下： 
三、前置條件四、集群配置4.1 下載并解壓下載Hadoop。這里我下載的是CDH版本Hadoop，下載地址為：http://archive./cdh5/cdh/5/ # tar -zvxf hadoop-2.6.0-cdh5.15.2.tar.gz
4.2 配置環(huán)境變量編輯profile文件： 增加如下配置： export HADOOP_HOME=/usr/app/hadoop-2.6.0-cdh5.15.2export PATH=${HADOOP_HOME}/bin:$PATH
執(zhí)行source命令，使得配置立即生效： 4.3 修改配置進(jìn)入${HADOOP_HOME}/etc/hadoop目錄下，修改配置文件。各個配置文件內(nèi)容如下： 1. hadoop-env.sh# 指定JDK的安裝位置export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201/
2. core-site.xml<configuration> <property> <!-- 指定namenode的hdfs協(xié)議文件系統(tǒng)的通信地址 --> <name>fs.defaultFS</name> <value>hdfs://hadoop001:8020</value> </property> <property> <!-- 指定hadoop集群存儲臨時文件的目錄 --> <name>hadoop.tmp.dir</name> <value>/home/hadoop/tmp</value> </property> <property> <!-- ZooKeeper集群的地址 --> <name>ha.zookeeper.quorum</name> <value>hadoop001:2181,hadoop002:2181,hadoop002:2181</value> </property> <property> <!-- ZKFC連接到ZooKeeper超時時長 --> <name>ha.zookeeper.session-timeout.ms</name> <value>10000</value> </property></configuration>
3. hdfs-site.xml<configuration> <property> <!-- 指定HDFS副本的數(shù)量 --> <name>dfs.replication</name> <value>3</value> </property> <property> <!-- namenode節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)（即元數(shù)據(jù)）的存放位置，可以指定多個目錄實(shí)現(xiàn)容錯，多個目錄用逗號分隔 --> <name>dfs.namenode.name.dir</name> <value>/home/hadoop/namenode/data</value> </property> <property> <!-- datanode節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)（即數(shù)據(jù)塊）的存放位置 --> <name>dfs.datanode.data.dir</name> <value>/home/hadoop/datanode/data</value> </property> <property> <!-- 集群服務(wù)的邏輯名稱 --> <name>dfs.nameservices</name> <value>mycluster</value> </property> <property> <!-- NameNode ID列表--> <name>dfs.ha.namenodes.mycluster</name> <value>nn1,nn2</value> </property> <property> <!-- nn1的RPC通信地址 --> <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1</name> <value>hadoop001:8020</value> </property> <property> <!-- nn2的RPC通信地址 --> <name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2</name> <value>hadoop002:8020</value> </property> <property> <!-- nn1的http通信地址 --> <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1</name> <value>hadoop001:50070</value> </property> <property> <!-- nn2的http通信地址 --> <name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2</name> <value>hadoop002:50070</value> </property> <property> <!-- NameNode元數(shù)據(jù)在JournalNode上的共享存儲目錄 --> <name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name> <value>qjournal://hadoop001:8485;hadoop002:8485;hadoop003:8485/mycluster</value> </property> <property> <!-- Journal Edit Files的存儲目錄 --> <name>dfs.journalnode.edits.dir</name> <value>/home/hadoop/journalnode/data</value> </property> <property> <!-- 配置隔離機(jī)制，確保在任何給定時間只有一個NameNode處于活動狀態(tài) --> <name>dfs.ha.fencing.methods</name> <value>sshfence</value> </property> <property> <!-- 使用sshfence機(jī)制時需要ssh免密登錄 --> <name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name> <value>/root/.ssh/id_rsa</value> </property> <property> <!-- SSH超時時間 --> <name>dfs.ha.fencing.ssh.connect-timeout</name> <value>30000</value> </property> <property> <!-- 訪問代理類，用于確定當(dāng)前處于Active狀態(tài)的NameNode --> <name>dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster</name> <value>org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider</value> </property> <property> <!-- 開啟故障自動轉(zhuǎn)移 --> <name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name> <value>true</value> </property></configuration>
4. yarn-site.xml<configuration> <property> <!--配置NodeManager上運(yùn)行的附屬服務(wù)。需要配置成mapreduce_shuffle后才可以在Yarn上運(yùn)行MapReduce程序。--> <name>yarn.nodemanager.aux-services</name> <value>mapreduce_shuffle</value> </property> <property> <!-- 是否啟用日志聚合(可選) --> <name>yarn.log-aggregation-enable</name> <value>true</value> </property> <property> <!-- 聚合日志的保存時間(可選) --> <name>yarn.log-aggregation.retain-seconds</name> <value>86400</value> </property> <property> <!-- 啟用RM HA --> <name>yarn.resourcemanager.ha.enabled</name> <value>true</value> </property> <property> <!-- RM集群標(biāo)識 --> <name>yarn.resourcemanager.cluster-id</name> <value>my-yarn-cluster</value> </property> <property> <!-- RM的邏輯ID列表 --> <name>yarn.resourcemanager.ha.rm-ids</name> <value>rm1,rm2</value> </property> <property> <!-- RM1的服務(wù)地址 --> <name>yarn.resourcemanager.hostname.rm1</name> <value>hadoop002</value> </property> <property> <!-- RM2的服務(wù)地址 --> <name>yarn.resourcemanager.hostname.rm2</name> <value>hadoop003</value> </property> <property> <!-- RM1 Web應(yīng)用程序的地址 --> <name>yarn.resourcemanager.webapp.address.rm1</name> <value>hadoop002:8088</value> </property> <property> <!-- RM2 Web應(yīng)用程序的地址 --> <name>yarn.resourcemanager.webapp.address.rm2</name> <value>hadoop003:8088</value> </property> <property> <!-- ZooKeeper集群的地址 --> <name>yarn.resourcemanager.zk-address</name> <value>hadoop001:2181,hadoop002:2181,hadoop003:2181</value> </property> <property> <!-- 啟用自動恢復(fù) --> <name>yarn.resourcemanager.recovery.enabled</name> <value>true</value> </property> <property> <!-- 用于進(jìn)行持久化存儲的類 --> <name>yarn.resourcemanager.store.class</name> <value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore</value> </property></configuration>
5. mapred-site.xml<configuration> <property> <!--指定mapreduce作業(yè)運(yùn)行在yarn上--> <name>mapreduce.framework.name</name> <value>yarn</value> </property></configuration>
6. slaves配置所有從屬節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名或IP地址，每行一個。所有從屬節(jié)點(diǎn)上的DataNode服務(wù)和NodeManager服務(wù)都會被啟動。 hadoop001hadoop002hadoop003
4.4 分發(fā)程序將Hadoop安裝包分發(fā)到其他兩臺服務(wù)器，分發(fā)后建議在這兩臺服務(wù)器上也配置一下Hadoop的環(huán)境變量。 # 將安裝包分發(fā)到hadoop002scp -r /usr/app/hadoop-2.6.0-cdh5.15.2/ hadoop002:/usr/app/# 將安裝包分發(fā)到hadoop003scp -r /usr/app/hadoop-2.6.0-cdh5.15.2/ hadoop003:/usr/app/
五、啟動集群5.1 啟動ZooKeeper分別到三臺服務(wù)器上啟動ZooKeeper服務(wù)： 5.2 啟動Journalnode分別到三臺服務(wù)器的的${HADOOP_HOME}/sbin目錄下，啟動journalnode進(jìn)程： hadoop-daemon.sh start journalnode
5.3 初始化NameNode在hadop001上執(zhí)行NameNode初始化命令： 執(zhí)行初始化命令后，需要將NameNode元數(shù)據(jù)目錄的內(nèi)容，復(fù)制到其他未格式化的NameNode上。元數(shù)據(jù)存儲目錄就是我們在hdfs-site.xml中使用dfs.namenode.name.dir屬性指定的目錄。這里我們需要將其復(fù)制到hadoop002上： scp -r /home/hadoop/namenode/data hadoop002:/home/hadoop/namenode/
5.4 初始化HA狀態(tài)在任意一臺NameNode上使用以下命令來初始化ZooKeeper中的HA狀態(tài)： 5.5 啟動HDFS進(jìn)入到hadoop001的${HADOOP_HOME}/sbin目錄下，啟動HDFS。此時hadoop001和hadoop002上的NameNode服務(wù)，和三臺服務(wù)器上的DataNode服務(wù)都會被啟動： 5.6 啟動YARN進(jìn)入到hadoop002的${HADOOP_HOME}/sbin目錄下，啟動YARN。此時hadoop002上的ResourceManager服務(wù)，和三臺服務(wù)器上的NodeManager服務(wù)都會被啟動： 需要注意的是，這個時候hadoop003上的ResourceManager服務(wù)通常是沒有啟動的，需要手動啟動： yarn-daemon.sh start resourcemanager
六、查看集群6.1 查看進(jìn)程成功啟動后，每臺服務(wù)器上的進(jìn)程應(yīng)該如下： [root@hadoop001 sbin]# jps4512 DFSZKFailoverController3714 JournalNode4114 NameNode3668 QuorumPeerMain5012 DataNode4639 NodeManager
[root@hadoop002 sbin]# jps4499 ResourceManager4595 NodeManager3465 QuorumPeerMain3705 NameNode3915 DFSZKFailoverController5211 DataNode3533 JournalNode
[root@hadoop003 sbin]# jps3491 JournalNode3942 NodeManager4102 ResourceManager4201 DataNode3435 QuorumPeerMain
6.2 查看Web UIHDFS和YARN的端口號分別為50070和8080，界面應(yīng)該如下： 此時hadoop001上的NameNode處于可用狀態(tài)： 
而hadoop002上的NameNode則處于備用狀態(tài)： 
hadoop002上的ResourceManager處于可用狀態(tài)： 
hadoop003上的ResourceManager則處于備用狀態(tài)： 
同時界面上也有Journal Manager的相關(guān)信息：
七、集群的二次啟動上面的集群初次啟動涉及到一些必要初始化操作，所以過程略顯繁瑣。但是集群一旦搭建好后，想要再次啟用它是比較方便的，步驟如下（首選需要確保ZooKeeper集群已經(jīng)啟動）： 在hadoop001啟動 HDFS，此時會啟動所有與 HDFS 高可用相關(guān)的服務(wù)，包括 NameNode，DataNode 和 JournalNode： 在hadoop002啟動YARN： 這個時候hadoop003上的ResourceManager服務(wù)通常還是沒有啟動的，需要手動啟動： yarn-daemon.sh start resourcemanager
參考資料以上搭建步驟主要參考自官方文檔： HDFS High Availability Using the Quorum Journal Manager（https://hadoop./docs/r3.1.2/hadoop-project-dist/hadoop-hdfs/HDFSHighAvailabilityWithQJM.html） ResourceManager High Availability（https://hadoop./docs/r3.1.2/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/ResourceManagerHA.html）
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