Hadoop 5、HDFS HA 和 YARN

Hadoop 2.0 产生的背景
Hadoop 1.0 中HDFS和MapReduce存在高可用和扩展方面的问题
　　HDFS存在的问题
　　　　NameNode单点故障，难以用于在线场景
　　　　NameNode压力过大，内存受限，影响系统扩展
　　　　MapReduce存在问题
　　　　JobTracker 单点故障
　　　　JobTracker 压力过大，影响系统扩展
　　　　难以支持除MapReduce以外的计算框架如 Spark、Strom等；

Hadoop 2.x由 HDFS 、MapReduce、YARN三部分组成

　　HDFS：NN Federation 、HA
　　MapReduce：运行在Yarn上的MR
　　Yarn：资源管理系统

HDFS 2.x

解决HDFS 1.0 中单点故障和内在受限问题
　　解决单点在故障
　　　　HDFS HA ：通过主备NameNode解决，如果主NameNode发生在故障，则切换到备用的NameNode上
　　解决内存受限问题
　　　　HDFS Federation（联邦）
　　　　水平扩展，支持多个NameNode
　　　　每个NameNode分管一部分目录
　　　　所有NameNode共享所有的DataNode存储资源
　　HDFS 2.x 仅是架构眼生变化，使用方式不变
　　　　对HDFS使用者透明
　　　　HDFS 1.x 中的命令和API仍可以使用

HDFS 2.0 HA

主备NameNode
　　解决单点故障
　　　　主NameNode对外提供服务，备NameNode同步主NameNode的元数据，以待切换
　　　　所有DataNode同时向两个NameNode汇报block信息（如上图）

　　　　JournaNodes集群 ：三台或三台以上的 JournaNode节点（与Zookeeper节点相同），JournaNodes 接管了Secondary的工作和NameNode edits的工作 ，将edits 日志文件放在JournaNodes 所有节点上，所有的和NameNode相关的写入修改操作日志都存放在JournaNodes 每个节点上的edits上，在JournaNodes 节点上实现fsimage的合并工作 ，然后再由JournaNodes 将新的fsimage分发给主备NameNode；

　　两种切换选择
　　　　手动切换：通过命令实现主备之间的切换，可以用HDFS升级等 场合
　　　　自动切换：基于Zookeeper的实现
　　基于Zookeeper自动切换方案
　　　　Zookeeper Failover Controller :监控NameNode健康状态，并向Zookeeper注册NameNode，NameNode挂掉之后，ZKFC为NameNode竞争锁，获取ZKFC锁的NameNode变为Active；

HDFS 2.x Federation

　　
　　通过多个NameNode/NameSpace 把元数据的存储和管理分散到多个节点中，使NameNode/NameSpace可以通过增加机器来进行水平扩展。
　　能把单个NameNode的负载分散到多个节点中，在HDFS数据规模较大的时候不会降低HDFS的性能。可能通过多个NameSpace来隔离不同类型的应用，把不同类型应用的HDFS元数据的存储和管理分派到不同的NameNode中。

　　为了水平扩展namenode，federation使用了多个独立的namenode/namespace。这些namenode之间是联合的，也就是说，他们之间相互独立且不需要互相协调，各自分工，管理自己的区域。分布式的datanode被用作通用的数据块存储存储设备。每个datanode要向集群中所有的namenode注册，且周期性地向所有namenode发送心跳和块报告，并执行来自所有namenode的命令。

　　一个block pool由属于同一个namespace的数据块组成，每个datanode可能会存储集群中所有block pool的数据块。

　　每个block pool内部自治，也就是说各自管理各自的block，不会与其他block pool交流。一个namenode挂掉了，不会影响其他namenode。

　　某个namenode上的namespace和它对应的block pool一起被称为namespace volume。它是管理的基本单位。当一个namenode/nodespace被删除后，其所有datanode上对应的block pool也会被删除。当集群升级时，每个namespace volume作为一个基本单元进行升级。

　　相关文章：http://dongxicheng.org/mapreduce/hdfs-federation-introduction/

YARN 资源管理系统

　　YARN : Yet Another Resource Negotiator；
　　Hadoop 2.0 新引入的资源管理系统，直接从MRv1演化而来的。
　　核心思想：将MRv1中的JobTracker的资源管理和任务调度两个功能分开，分加盟由ResourceManager和ApplicationMaster进程实现。
　　ResourceManager : 负责整个集群的资源管理和调度
　　ApplicationMaster ： 负责应用程序相关的事务，比如任务调度、任务监控和容错等
　　YARN的引入，使得多个计算框架可运行在一个集群中
　　每个应用对应一个ApplicationMaster
　　目前多个计算框架可以运行在Yarn上，比如MapReduce、Spark、Storm等。

　　yarn相关文章：http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-hadoop-yarn/

MapReduce On YARN

　　MapReduce On YARN : MRv2
　　将MapReduce作业直接运行在YARN上，而不是由JobTracker和TaskTarcker构建的MRv系统中
　　基本功能模块
　　　　YARN ： 负责资源管理和调度
　　　　MRAppMaster ： 负责任务切分、任务调度、任务监控和容错等
　　　　MapTask/ReduceTask ：任务驱动引擎与MRv1一致
　　　　每个MapReduce作业对尖一个MRAppMaster
　　　　MRAppMaster任务调度
　　　　YARN将资源分配给MRAppMaster
　　　　MRAppMaster进一步将资源分配给内部的任务
　　MRAppMaster容错
　　　　失败后，由YARN重新启动
　　　　任务失败后，MRAppMaster重新申请资源

HDFS HA高可用集群搭建：http://www.cnblogs.com/raphael5200/p/5154325.html