[HDFS Manual] CH6 HDFS Federation

HDFS Federation

HDFS Federation

1 Background

2.多个namenode/namespace

2.1 关键好处

3 联合配置

3.1 配置

3.2 格式化namenode

3.3 更新老的release并且配置联合

3.4 增加新的namenode到已经存在的cluster

4 管理集群

4.1 启动和关闭集群

4.2 均衡器

4.3 停止运行

4.4 Cluster Web Console

1 Background

HDFS主要有2层

·         Namespace

o   由目录，文件和块组成

o   支持所有namespace相关的文件系统操作，create,delete,modify和查看文件和目录

·         Block 存储服务

o   Block管理

§  提供datanode clusterc成员，通过注册和定期心跳控制。

§  处理block report并且维护block位置。

§  Block的相关操作，比如创建，修改，删除和获取block位置。

§  管理副本位置，block复制，如果超出删除block副本。

o   Storage 用来提供保存block，保存在本地文件系统，允许读写访问。

之前的HDFS体系结构允许一个namespace。在这个配置，一个namenode管理namespace。HDFS联合支持多个namenode，namespace。

2.多个namenode/namespace

为了水平扩展name service，联合使用多个独立的namenode/namespace。Namenode是联合的，独立的不需要互相协助。Datanode作为通用存储来保存所有的namenode的block。每个datanode会在所有的namenode中注册。Datanode定期的发送心跳和block report。也处理来自namenode 的命令。

用户使用ViewFS来创建个人的namespace view。ViewFs客户端的mount table一样。

Block Pool

Block pool是属于一个namespace的block集合。Datanode保存了所有cluster的block pool的block。每个block pool都是独立的。不需要其他namespace协助，允许一个namespace生成一个新的block id。一个Namenode错误不会阻止datanode为其他namenode服务。

Namespace和block pool一起称为NameSpace Volume。是一个管理单元。当namenode/namespace被删除，相关的block pool也会被删除。当集群升级，每个namespace volume也是作为一个单元被更新的。

ClusterID

ClusterID用来标识cluster中所有的node。当namenode被格式化，标识符可以提供也可以自动生成。这个ID需要用来格式化其他namenode。

2.1 关键好处

·         Namespace扩展联合增加了namespace的水平扩展。大的部署或者大量小文件的集群可以通过增加namenode获得好处。

·         性能文件系统吞吐不会被单个namenode限制。另外增加namenode会扩展文件系统的读写吞吐量。

·         隔离单个namenode不会对用户进行隔离。比如，一个应用overload namenode会导致其他应用性能下降。使用多个namenode，不同的应用分类，可以隔离到不同的namenode上。

3 联合配置

联合配置是向后兼容的并且允许已经存在的单个namenode配置，不需要其他修改。新的配置被设计用来所有的node都可以使用一样的配置，不需要node不同的配置。

联合增加了一个新的NameServiceID。Namnode和相关的secondary/backup/checkpointer node都属于一个nameserviceid。为了支持一个配置文件，namenode和secondary/backup/checkpointer node使用nameserviceid前缀。

3.1 配置

步骤1：增加dfs.nameservices参数来配置使用逗号分隔。被datanode使用来决定cluster中的namenode。

步骤2：对于每个namenode和secondary/backup/checkpointer node增加以下配置使用nameserviceid作为前缀：

Daemon	Configuration Parameter
Namenode	dfs.namenode.rpc-address  dfs.namenode.servicerpc-address  dfs.namenode.http-address dfs.namenode.https-address dfs.namenode.keytab.file dfs.namenode.name.dir dfs.namenode.edits.dir dfs.namenode.checkpoint.dir dfs.namenode.checkpoint.edits.dir
Secondary Namenode	dfs.namenode.secondary.http-address dfs.secondary.namenode.keytab.file
BackupNode	dfs.namenode.backup.address dfs.secondary.namenode.keytab.file

配置例子：

3.2 格式化namenode

步骤1：格式化namenode使用以下命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode -format [-clusterId <cluster_id>]
选择一个文艺的clusterid不能和环境中的其他cluster冲突。如果cluster_id不提供会自动生成一个唯一的cluster_id。

步骤2：格式化其他namenode：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode -format -clusterId <cluster_id>
注意这里的clusterid要和上面的clusterid一样。如果不同，另外的namenode不是联合集群的一部分。

3.3 更新老的release并且配置联合

老的release只支持一个namenode。更新cluster到新的release并且提供一个clusterid：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs --daemon start namenode -upgrade -clusterId
<cluster_ID>

如果没有提供会自动生成。

3.4 增加新的namenode到已经存在的cluster

步骤如下：

·        
增加dfs.nameservices配置

·        
使用nameserviceid前缀来更新配置。

·        
增加一个新的namenode。

·        
把配置文件发到所有的node

·        
启动新的namenode和secondary/backup

·        
刷新datanode获取新的namenode：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs dfsadmin -refreshNamenodes <datanode_host_name>:<datanode_rpc_port>

4 管理集群

4.1 启动和关闭集群

启动集群命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/start-dfs.sh

关闭集群命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh

这个命令可以集群中的任何节点运行。命令使用配置决定集群的namenode，然后在这些node启动namenode进程。Workfile 中的node 启动Datanode。可以参考这个脚本设计自己的脚本来启动和关闭集群。

4.2 均衡器

均衡器因为要运行在多个namenode被改变。均衡器可以使用以下方法启动：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs --daemon start balancer [-policy <policy>]

Policy参数有2个：

·        
Datanode 这个是默认的策略，均衡datanode级别的存储。和以前差不多。

·        
Blockpool会均衡blockpool级别，也会均衡datanode级别。

注意均衡器只会均衡data不会均衡namespace。

4.3 停止运行

停止运行和之前的类似，node需要被停运的，会增加到exclude文件中。当一个datanode中的所有namenode都停运，那么datanode被认为停运了。

步骤1：复制exclude文件到所有的namenode，并执行一下命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/distribute-exclude.sh <exclude_file>

步骤2：刷新所有的namenode，获取新的exclude文件的内容：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/refresh-namenodes.sh

上面的命令使用HDFS配置来决定cluster的namenode并且刷新exclude文件。

4.4 Cluster Web Console

和namenode状态web page相似，当使用联合可以使用cluster web Console可以通过http://<any_nn_host:port>/dfsclusterhealth.jsp监控联合cluster。任何cluster中的namenode都可以在这个web中访问。

这个Cluster Web
Console提供以下信息：

·        
Cluster summary显示了文件个数，block个数，总配置的存储容量和可用的，已经使用的存储。

·        
列出namenode，summaryb包括文件个数，block，丢失的block和live和dead datanode。这个可以通过namenode的web UI访问。

·        
停止运行的datanode。