疯狂Hadoop之高可用集群搭建（二）

Hadoop3集群高可用搭建

HDFS-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。

HDFS-HA工作要点

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

HDFS-HA自动故障转移工作机制

如何配置部署HA自动进行故障转移？

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。

HDFS-HA规划集群

准备四台虚拟机，按照如下方式分配各节点信息

配置HDFS-HA集群

因为配置文件都在hadoop-3.2.1/etc/hadoop/目录下，所以先进入该目录

进入命令： cd hadoop-3.2.1/etc/hadoop/

配置hadoop-env.sh文件

修改hadoop-env.sh,将文件中配置的HDFS_SECONDARYNAMENODE_USER配置注释，然后添加HDFS_ZKFC_USER、HDFS_JOURNALNODE_USER两个配置

export HDFS_ZKFC_USER=root

export HDFS_JOURNALNODE_USER=root

配置hdfs-site.xml文件

<property>

<name>dfs.replication</name>

<value>3</value>

</property>

<property>

<name>dfs.namenode.secondary.http-address</name>

<value>node02:9868</value>

</property>

<!--为这个nameservice选择一个逻辑名称，例如“mycluster”，并为这个配置选项的值使用这个逻辑名称。您选择的名称是任意的。它将用于配置并作为集群中绝对HDFS路径的权威组件。-->

<property>

<name>dfs.nameservices</name>

<value>mycluster</value>

</property>

<!--使用逗号分隔的NameNode id列表进行配置。datanode将使用它来确定集群中的所有namenode。例如，本文使用“mycluster”作为nameservice ID，并且我们集群规划使用“node01”、“node02”作为namenode的单独ID，可以这样配置:-->

<property>

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

<value>nn1,nn2</value>

</property>

<!--namenode的rpc服务器的监听地址-->

<property>

<name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1</name>

<value>node01:8020</value>

</property>

<property>

<name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2</name>

<value>node02:8020</value>

</property>

<!--namenode的HTTP服务器的监听地址，与rpc同理只不过端口变为9870-->

<property>

<name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1</name>

<value>node01:9870</value>

</property>

<property>

<name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2</name>

<value>node02:9870</value>

</property>

<!--这是配置提供共享编辑存储的journalnode地址的地方，这些地址由活动nameNode写入，由备用nameNode读取，以便与活动nameNode所做的所有文件系统更改保持最新。虽然必须指定几个JournalNode地址，但是应该只配置其中一个uri。URI的形式应该是:qjournal://*host1:port1*;*host2:port2*;*host3:port3*/*journalId*。日志ID是这个名称服务的惟一标识符，它允许一组日志节点为多个联合名称系统提供存储-->

<property>

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

<value>qjournal://node01:8485;node02:8485;node03:8485/mycluster</value>

</property>

<!--配置故障转移代理类-->

<property>

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

</property>

<!--隔离方法；确保当前时间点只有一个namenode处于active状态，jurnalnode只允许1个namenode来读写数据，但是也会出现意外的情况，因此需要控制对方机器，进行将自我提升[active]，将对方降级[standby]-->

<property>

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

<value>sshfence</value>

</property>

<property>

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

<value>/root/.ssh/id_rsa</value>

</property>

<!--journalnode日志存放路径-->

<property>

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

<value>/hadoopdata/ha/journal</value>

</property>

<property>

<name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name>

<value>true</value>

</property>

配置core-site.xml文件

修改hadoop.tmp.dir的路劲，以免与完全分布式路径起冲突

<!--注意更改下 hadoop.tmp.dir 的路径，与node的名称【类似一个域名多ip】-->

<property>

<name>fs.defaultFS</name>

<value>hdfs://mycluster</value>

</property>

<property>

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

<value>/opt/hdata/ha</value>

</property>

<property>

<name>hadoop.http.staticuser.user</name>

<value>root</value>

</property>

<property>

<name>ha.zookeeper.quorum</name>

<value>node02:2181,node03:2181,node04:2181</value>

</property>

配置workers文件

workers文件，里面写上从节点所在的主机名

编辑命令：vi workers

在文件中编写如下内容

node02

node03

node04

文件分发

使用scp命令下发hadoop-3.2.1到node02、node03、node04上

文件分发命令如下：

scp -r hadoop-3.2.1 root@node02:/root

scp -r hadoop-3.2.1 root@node03:/root

scp -r hadoop-3.2.1 root@node04:/root

配置hadoop3环境变量

编辑文件命令：vi /etc/profile

在文件中添加如下红色部分内容

export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_60

export HADOOP_HOME=/root/hadoop-3.2.1

export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin

/etc/profile文件分发

scp /etc/profile node02:/etc/

scp /etc/profile node03:/etc/

scp /etc/profile node04:/etc/

node02、node03、node4重新加载 /etc/profile文件

source /etc/profile

Zookeeper集群搭建

zookeeper安装在node02、node03、node04三台虚拟机上

将zookeeper-3.4.6.tar.gz安装包上传到node02上

解压安装包

命令：tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz

配置zookeeper环境

编辑文件命令：vi /etc/profile

添加如下红色部分命令

export ZOOKEEPER_HOME=/root/zookeeper-3.4.6

export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin:$ZOOKEEPER_HOME/bin

配置zookeeper文件

进入zookeeper配置文件所在目录

进入文件命令：cd zookeeper-3.4.6/conf/

修改命令：mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

编辑zoo.cfg文件

编辑命令：vi zoo.cfg

1. 修改zookeeper文件存储路径
2. 标注zookeeper服务对应的虚拟机以及端口号

文件分发

分发zookeeper到node03、node04上

文件分发命令

scp -r zookeeper-3.4.6 root@node03:/root

scp -r zookeeper-3.4.6 root@node04:/root

分发/etc/profile文件

scp /etc/profile node03:/etc/

scp /etc/profile node04:/etc/

重新加载

source /etc/profile

启动zookeeper集群

在node02、node03、node04上创建zookeeper文件存储路径文件夹/opt/zookeeper

命令：cd /opt/

mkdir zookeeper

由于node02的server编号为1，node03的server编号为2，node04的server编号为3。所以需要在zookeeper目录下新建一个myid文件，然后在改文件中标明序号

命令：echo 1 > /opt/zookeeper/myid

运行zookeeper

命令： zkServer.sh start

查看运行状态

命令： zkServer.sh status

停止zookeeper命令:zkServer.sh stop

HDFS-HA集群启动

1、namenode同步穿透

在node01、node02、node03上启动journalnode

命令：hdfs --daemon start journalnode

在node01上格式化hadoop

格式化命令：hdfs namenode -format

2、将数据同步到node02上

1、在node01上启动namenode节点

启动节点： hadoop-daemon.sh start namenode

2、node02同步数据

同步命令：hdfs namenode -bootstrapStandby

3、在node01上对zookeeper进行格式化

格式化命令：hdfs zkfc -formatZK

4、启动HDFS并访问web-ui

案例1：主节点崩溃

关闭主节点

最后编辑：2022-10-01

作者：萌小白

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