【Hadoop学习之四】HDFS HA搭建（QJM）

环境
　　虚拟机：VMware 10
　　Linux版本：CentOS-6.5-x86_64
　　客户端：Xshell4
　　FTP：Xftp4
　　jdk8
　　hadoop-3.1.1

由于NameNode对于整个HDFS集群重要性，为避免NameNode单点故障，在集群里创建2个或以上NameNode（不要超过5个），保证高可用。

实现主备NameNode需要解决的问题：
1、通过JournalNodes来保证Active NN与Standby NN之间的元数据同步

2、通过ZKFC来保证Active NN与Standby NN主备切换

3、DataNode会同时向Active NN与Standby NN上报数据块的位置信息

参考：
hdfs HA原理及安装

Hadoop组件之-HDFS(HA实现细节)

HDFS HA: 高可靠性分布式存储系统解决方案的历史演进

搭建HA集群部署节点清单：

一、平台软件环境
1、平台：GNU/Linux
2、软件：jdk+免密登录
3、JAVA和Hadoop环境变量以及主机名设置
参考：【Hadoop学习之三】Hadoop全分布式安装

二、配置（node1-node4采用相同配置）
1、hadoop-env.sh

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1..0_65
export HDFS_NAMENODE_USER=root
export HDFS_DATANODE_USER=root
#设置ZKFC角色用户
export HDFS_ZKFC_USER=root
#设置JOURNALNODE角色用户
export HDFS_JOURNALNODE_USER=root

2、core-site.xml

<configuration>
  <!--主节点通讯设置-->
  <property>
    <name>fs.defaultFS</name>
    <value>hdfs://hdfscluster</value>
  </property>
  <!--元数据、Block存放目录-->
  <property>
    <name>hadoop.tmp.dir</name>
    <value>/data/ha</value>
  </property>
  <!--静态目录用户-->
  <property>
    <name>hadoop.http.staticuser.user</name>
    <value>root</value>
  </property>
  <!--zk集群-->
  <property>
    <name>ha.zookeeper.quorum</name>
    <value>node2:2181,node3:2181,node4:2181</value>
  </property>
</configuration>

3、hdfs-site.xml
(1)dfs.nameservices:namenode服务逻辑名称
(2)dfs.ha.namenodes.[nameservice ID] namenode清单，逗号分隔
(3)dfs.namenode.rpc-address.[nameservice ID].[name node ID] HDFS Client通过RPC访问HDFS
(4)dfs.namenode.http-address.[nameservice ID].[name node ID] webUI管理界面主机和端口
(5)dfs.namenode.shared.edits.dir JournalNodes元数据共享目录集群地址
(6)dfs.client.failover.proxy.provider.[nameservice ID] 故障转移的代理类
(7)dfs.ha.fencing.methods 两个namenode的隔离方法，避免脑裂局面
（原来的Active NN 可能由于网络、进程阻塞等原因暂时中断，此时ZKFC将Standby NameNode提升为 Active NN，等原来的Active NN网络或进程恢复后，又继续提供服务，这样就出现脑裂局面。
所以必需采取强制措施将SNN变成ANN之前，先要将原来的ANN变成SNN）
(8)dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files 配置ssh私钥免密登录原ANN节点进行降级处理
(9)dfs.journalnode.edits.dir 配置journalnode共享元数据存放位置
(10)dfs.ha.automatic-failover.enabled 配置true支持故障自动转移

<configuration>
  <!--副本数设置-->
  <property>
    <name>dfs.replication</name>
    <value>3</value>
  </property>
  <!--NN集群逻辑名称-->
  <property>
    <name>dfs.nameservices</name>
    <value>hdfscluster</value>
  </property>
  <!--NN集群节点清单-->
  <property>
    <name>dfs.ha.namenodes.hdfscluster</name>
    <value>node1,node2</value>
  </property>
  <!--与客户端通讯端口-->
  <property>
    <name>dfs.namenode.rpc-address.hdfscluster.node1</name>
    <value>node1:8020</value>
  </property>
  <property>
    <name>dfs.namenode.rpc-address.hdfscluster.node2</name>
    <value>node2:8020</value>
  </property>
  <!--WEBUI访问端口-->
  <property>
    <name>dfs.namenode.http-address.hdfscluster.node1</name>
    <value>node1:9870</value>
  </property>
  <property>
    <name>dfs.namenode.http-address.hdfscluster.node2</name>
    <value>node2:9870</value>
  </property>
  <!--journalnode地址-->
  <property>
    <name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name>
    <value>qjournal://node1:8485;node2:8485;node3:8485/hdfscluster</value>
  </property>
  <!--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>
  <!--采用ssh隔离-->
  <property>
    <name>dfs.ha.fencing.methods</name>
    <value>sshfence</value>
  </property>
  <!--采用私钥进行免密登录-->
  <property>
    <name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name>
    <value>/root/.ssh/id_rsa</value>
  </property>
  <!--journalnode共享元数据存放位置-->
  <property>
    <name>dfs.journalnode.edits.dir</name>
    <value>/data/ha/journal</value>
  </property>
  <!--故障自动转移-->
  <property>
    <name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name>
    <value>true</value>
  </property>
</configuration>

4、workers DN节点

node2
node3
node4

将hadoop-env.sh、core-site.xml、hdfs-site.xml、workers分发至node2、node3、node4

[root@node1 hadoop]# scp hadoop-env.sh core-site.xml hdfs-site.xml workers node2:`pwd`
[root@node1 hadoop]# scp hadoop-env.sh core-site.xml hdfs-site.xml workers node3:`pwd`
[root@node1 hadoop]# scp hadoop-env.sh core-site.xml hdfs-site.xml workers node4:`pwd`

三、安装ZooKeeper
参考：zookeeper 安装以及集群搭建

四、启动

注意：启动HDFS之前一定要先启动ZK集群。
1、启动JournalNode守护程序
根据部署清单，在node1、node2、node3

[root@node1 hadoop]# hdfs --daemon start journalnode
[root@node2 hadoop]# hdfs --daemon start journalnode
[root@node3 hadoop]# hdfs --daemon start journalnode
[root@node1 hadoop]# jps
 Jps
 JournalNode

关闭：hdfs --daemon stop journalnode

查看journalnode共享元数据存放位置配置的路径dfs.journalnode.edits.dir下，会出现这个目录

[root@node1 ha]# ls
journal

2、格式化NameNode（集群首次搭建好之后需要格式化，只执行一次）
这里有两台NN，我们选择node1

[root@node1 /]# hdfs namenode -format

3、启动主NN

[root@node1 sbin]# hadoop-daemon.sh start namenode
或者
[root@node1 sbin]# hdfs --daemon start

4、备用NN 同步主NN信息
这里node2作为备机NN

[root@node2 sbin]# hdfs namenode -bootstrapStandby

在hadoop.tmp.dir配置的目录下面会出现同步的目录：dfs

如果非HA转做HA时，需要在备机上执行：hdfs namenode -initializeSharedEdits  将主机原来的元数据信息同步到备机上

5、格式化ZK
在其中一台NN上执行命令：

[root@node1 sbin]# hdfs zkfc -formatZK

通过zkCli.sh客户端登录ZK集群，会看到生成了hadoop对应的集群节点

6、启动hadoop集群
在主节点NameNode启动集群，会在主和备NN上启动ZKFC守护进程（维护时，可以手动启动ZKFC:hdfs --daemon start zkfc）
[root@node1 sbin]# start-dfs.sh

通过zkCli.sh查看节点：

通过浏览器查看：

查看ZK中主节点抢占注册：

7、主备切换测试
(1)关闭Active NameNode
[root@node1 sbin]# hdfs --daemon stop namenode
关闭前：ANN：node1,SNN:node2
关闭后：ANN：node2,SNN:node1

(2)启动刚才关闭的NameNode
[root@node1 sbin]# hdfs --daemon start namenode
启动前：ANN：node2,SNN:node1
启动后：ANN：node2,SNN:node1

(3)关闭node2上的ZKFC
[root@node2 sbin]# hdfs --daemon stop zkfc
关闭前：ANN：node2,SNN:node1
关闭后：ANN：node1,SNN:node2

参考：
hadoop-3.1.1/hadoop-3.1.1/share/doc/hadoop/hadoop-project-dist/hadoop-hdfs/HDFSHighAvailabilityWithQJM.html