Zookeeper 在Hadoop中的应用

Zookeeper 简单介绍

Zookeeper 分布式服务框架是 Apache Hadoop 的一个子项目。它主要是用来解决分布式应用中常常遇到的一些数据管理问题，如：统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。

Hadoop简单介绍

Hadoop是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。

用户能够在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力进行快速运算和存储。

Hadoop主要包括两部分:HDFS,YARN。

HDFS有高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的（low-cost）硬件上；并且它提供高吞吐量（high throughput）来訪问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集（large
data set）的应用程序。HDFS放宽了（relax）POSIX的要求。能够以流的形式訪问（streaming access）文件系统中的数据。

YARN 主要包括ResourceManager(RM),以及NodeManager(NM)，ApplicationManager(AM),Container四个部分组成。当中RM最为核心。作为全局的资源管理器，他主要负责系统的资源管理与分配

关于Hadoop的的很多其它介绍可參考:http://hadoop.apache.org/

Hadoop面临的问题

在Hadoop中，无论是HDFS,还是YARN,都存在一个问题，因为HDFS使用NameNode管理众多的DataNode节点，YARN使用ResourceManager管理系统的资源分配。所以假设NN节点或者是RM节点出现故障，都会导致整个集群不能正常使用，为了解决问题Hadoop针对NN以及RM引入了
支持Active/StandBy 模式的HA架构。

正常情况下对于NN以及RM,分别仅仅会有一个Active节点,其它节点为Standby,Active节点负责对外提供服务,当Active的节点因为异常不能对外提供服务时，standby节点会转化为Active节点，继续提供服务

Zookeeper帮助Hadoop解决的问题

下文以YARN为例,描写叙述Zookeeper是怎样帮助YARN实现HA机制的

1. 创建锁节点
   
   全部的ResourceManager在启动的时候会竞争写一个/yarn-leader-election/pseudo-yarn-rm-cluster节点(暂时节点)。创建成功的ResourceManager节点变成Active节点，其它的切换为StandBy
2. 注冊Watcher节点
   
   全部的standby的ResourceManager节点会向/yarn-leader-election/pseudo-yarn-rm-cluster节点注冊一个Watcher
3. 主备切换
   
   当Active的ResourceManager节点出现异常或挂掉时。起在zookeeper上创建的暂时节点也会被删除。standy的ResourceManager节点检測到该节点发生变化时，会又一次发起竞争，直到产生一个Active节点
4. 假设集群中存在两个ResourceManager节点RM1,RM2,在通过竞争操作后。RM1变成了Active后。假设某个时间段RM1因为资源损耗比較严重。产生了假死的现象。此时的zookeeper会以为RM1这台机器出现了故障。于是发起新一轮的竞选，选了RM2作为Active,在RM2变成Active后，RM1恢复了服务可是它任然以为自己是Active的，此时就出现了两个Active的情况。这样的情况又称为“脑裂”，为了解决这样的问题能够在创建根节点的时候引入ACL控制，这样的话当RM1恢复后尝试更新数据时，会发现相应的节点必须提供RM2的ACL信息才干够更新相应的数据
5. 在Hadoop中负责解决该问题的组件是Hadoop-common 中的ActiveStandElector组件

HDFS的原理与之ResourceManager类似