搭建一个Hadoop集群 HDFS-HA （Zookeeper自动故障转移）

前言

之前已经搭建过一个hadoop集群(搭建方法),在这个集群的基础上进行改进，引用Zookeeper来进行自动故障转移！
后续搭建Yarn-HA！！！点我！

搭建目标

HA简介

所谓HA（High Available），即高可用（7*24小时不中断服务）。
​
Hadoop集群有HDFS和YARN！Hadoop的HA指HDFS和YARN必须保证可用性强(不能轻易故障，保持24h可用)！

​ 以HDFS为例：

​ 必须进程： Namenode（1个） Danonode(N个)

​ 可选进程： SecondaryNamenode （1个）

​ HA的核心： 保证Namenode和RecourceManager不能故障或在故障后可以快速容灾恢复！

HA的实现(以HDFS为例)

​ ①为了避免Namenode的单点故障，可以启动多个Namenode!

​ ②保证多个Namenode进程元数据必须同步

元数据： fsimage。 Namenode在格式化时，会生成空白的fsimage文件，此时让Namenode将格式化后的fsimage文件拷贝到另一个Namenode上即可！

edits：Namenode将edits文件发送给Journalnode，其他的Namnoede自己从Journalnode同步edits文件！

​ 注意：
a)journalnode进程采用paxos协议设计,适合运行在奇数台机器！

​ b)如果要实现HA，至少要启动3台Journalnode!

​ c)如果启动了Journalnode，那么没有必要，也不能再启动 SecondaryNamenode

​ ③当启动了多个Namenode时，只能选择其中的一个作为active状态的NN

​ 其余的Namenode都只能作为standby状态

​ 采用状态是为了标识哪个namenode是正在工作的，可以为客户端提供服务的NN，只有active状态的

​ NN可以接收客户端请求！

​ 原则： 不能出现脑裂现象(不能同时出现两个active状态的namenode)

• 为什么要格式化？

​ 格式化是为了：

​ ①生成Namenode工作的目录(存放元数据)

​ ②格式化是为了生成fsimage文件，每次NN启动都会先读取fsimage中的元数据

​ ③为了生成Namenode的id和clusterId，所有的 Datanode在启动是都会根据clusterId向Namenode上报

​

HDFS的自动故障转移

①借助zookeeper集群

②一般采用sshfence，需要配置两台Namenode所运行机器的ssh互相联通

配置Zookeeper集群

1. 将压缩所包解压后修改cof文件名
重命名/opt/module/zookeeper-3.4.10/conf这个目录下的zoo_sample.cfg为zoo.cfg

mv zoo_sample.cfg zoo.cfg
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2.在 /opt/module/zookeeper-3.4.10/目录下创建一个目录

 mkdir -p zkData
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3. 配置zoo.cfg文件
指定dataDir

dataDir=/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData
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指定服务端id以及leader端口号和选举互相通讯时端口号

#######################cluster##########################
server.102=hadoop102:2888:3888
server.103=hadoop103:2888:3888
server.104=hadoop104:2888:3888
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配置参数解读
Server.A=B:C:D。
A是一个数字，表示这个是第几号服务器；
B是这个服务器的IP地址；
C是这个服务器与集群中的Leader服务器交换信息的端口；
D是万一集群中的Leader服务器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。

4. 集群模式下配置一个文件myid

这个文件在dataDir目录下，这个文件里面有一个数据就是A的值，Zookeeper启动时读取此文件，拿到里面的数据与zoo.cfg里面的配置信息比较从而判断到底是哪个server。

在/opt/module/zookeeper-3.4.10/zkData目录下创建一个myid的文件
此文件为该节点的serverid 注意不能有空格和空行

这里配置的主机是hadoop102，为了方便所以配置为102！id可以随便起名字，原则是数字且不能重复。

vim myid
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分发后再对每个节点上的myid进行修改！

配置并且启动zookeeper集群

@hadoop102 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start
@hadoop103 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start
@hadoop104 zookeeper-3.4.10]# bin/zkServer.sh start
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Zookeeper遵循poxos协议，必须半数以上启动，集群才可用，当集群启动半数以上时开始选leader，一般来讲id大的有优势，以三台为集群来为例，如果102，103启动成功，则103为leader，104再启动后，只能作为follower，如果103挂掉，这个时候重新选举，
如果选举成功，推测是104为leader，其他的均为follower。

此为先启动102和103时的leader

然后将104启动，停掉103的server，这时重新选举leader，id大的当选！

配置xcall脚本

点我！here！！！这里有常用的脚本。可方便参考！！！

注意！！！在每次使用ssh协议登录主机是必须重新source配置文件，否则会报错

配置HDFS-HA集群

在opt目录下创建一个ha文件夹

 mkdir back
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将/opt/app/下的 hadoop-2.7.2拷贝到/opt/back目录下作为一般集群的拷贝！方便转换HA和普通集群模式！

cp -r hadoop-2.7.2/ /opt/back
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1. 配置hadoop-env.sh

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk1.8.0_144
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2. 配置core-site.xml

注意！！！！！
mycluster是作为一个参数，这样多个Namenode的情况下，active状态的Namenode挂掉以后，可以利用Zookeeper来将standby的Namenode激活成active状态！

<configuration>
<!-- 把两个NameNode）的地址组装成一个集群mycluster -->
		<property>
			<name>fs.defaultFS</name>
        	<value>hdfs://mycluster</value>
		</property>

<!-- zkcli端口-->
<property>
	<name>ha.zookeeper.quorum</name>
	<value>hadoop102:2181,hadoop103:2181,hadoop104:2181</value>
</property>

		<!-- 指定hadoop运行时产生文件的存储目录 -->
		<property>
			<name>hadoop.tmp.dir</name>
			<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp</value>
		</property>
</configuration>
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3. 配置hdfs-site.xml

<configuration>
	<!-- 完全分布式集群名称 -->
	<property>
		<name>dfs.nameservices</name>
		<value>mycluster</value>
	</property>
<!-- 指定副本数量3 -->
	<property>
		<name>dfs.replication</name>
		<value>3</value>
	</property>
<!-- datanode多目录配置 -->
<property>
		<name>dfs.datanode.data.dir</name>
		<value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data2</value>
</property>
<!-- 开启自动故障转移-->
<property>
	<name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name>
	<value>true</value>
</property>

	<!-- 集群中NameNode节点都有哪些 -->
	<property>
		<name>dfs.ha.namenodes.mycluster</name>
		<value>nn1,nn2</value>
	</property>

	<!-- nn1的RPC通信地址 -->
	<property>
		<name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1</name>
		<value>hadoop102:9000</value>
	</property>

	<!-- nn2的RPC通信地址 -->
	<property>
		<name>dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2</name>
		<value>hadoop103:9000</value>
	</property>

	<!-- nn1的http通信地址 -->
	<property>
		<name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1</name>
		<value>hadoop102:50070</value>
	</property>

	<!-- nn2的http通信地址 -->
	<property>
		<name>dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2</name>
		<value>hadoop103:50070</value>
	</property>

	<!-- 指定NameNode元数据在JournalNode上的存放位置 -->
	<property>
		<name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name>
	<value>qjournal://hadoop102:8485;hadoop103:8485;hadoop104:8485/mycluster</value>
	</property>

	<!-- 配置隔离机制，即同一时刻只能有一台服务器对外响应 -->
	<property>
		<name>dfs.ha.fencing.methods</name>
		<value>sshfence</value>
	</property>

	<!-- 使用隔离机制时需要ssh无秘钥登录-->
	<property>
		<name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name>
		<value>/home/zhengkw/.ssh/id_rsa</value>
	</property>

	<!-- 声明journalnode服务器存储目录-->
	<property>
		<name>dfs.journalnode.edits.dir</name>
		<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/jn</value>
	</property>

	<!-- 关闭权限检查-->
	<property>
		<name>dfs.permissions.enable</name>
		<value>false</value>
	</property>

	<!-- 访问代理类：client，mycluster，active配置失败自动切换实现方式-->
	<property>
  		<name>dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster</name>
	<value>org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider</value>
	</property>
</configuration>
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4. 配置mapred-site.xml

<configuration>

<!-- 指定MR运行在Yarn上 -->
<property>
       <name>mapreduce.framework.name</name>
       <value>yarn</value>
</property>
<!-- 历史服务器端地址rpc -->
		<property>
    <name>mapreduce.jobhistory.address</name>
    <value>hadoop104:10020</value>
</property>

<!-- 历史服务器web端地址 -->
<property>
    <name>mapreduce.jobhistory.webapp.address</name>
    <value>hadoop104:19888</value>
</property>

</configuration>
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拷贝配置好的hadoop环境到其他节点

fence机制选取

fence是为了防止脑裂而设计的一种补刀机制！

笔者在配置hdfs-site.xml时选用的是sshfence，官方还提供一种fence为shell。
参考两篇博客高可用配置说明&HA配置理解

自动故障转移决定性配置项

hdfs-site

<!-- 在core-site.xml文件中 -->
<property>
	<name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name>
	<value>true</value>
</property>
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core-site

<!-- 在core-site.xml文件中-->
<property>
	<name>ha.zookeeper.quorum</name>
	<value>hadoop102:2181,hadoop103:2181,hadoop104:2181</value>
</property>
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slaves

配置DN节点，每个节点单独一行，不能空格结尾

hadoop102
hadoop103
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启动Journalnode

1. 在各个JournalNode节点上，输入以下命令启动journalnode服务（因为需要遵循paxos协议，所以必须最少启动3台！）

sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode
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2. 在[nn1]上，对其进行格式化，并启动

bin/hdfs namenode -format
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
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3. 在[nn2]上，同步nn1的元数据信息

bin/hdfs namenode -bootstrapStandby
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4. 启动[nn2]

sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
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注意 必须保证格式化NN之前启动每个节点的 每个节点的 每个节点的！！JN

初始化ZK

（1）关闭所有HDFS服务：

sbin/stop-dfs.sh
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（2）启动Zookeeper集群：

zkstart
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（3）初始化HA在Zookeeper中状态（在hadoop的目录下操作！！！）：

bin/hdfs zkfc -formatZK
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测试HDFS-HA

群起zk和dfs服务

zhstart
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查看jps

xcall jps
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验证

hadoop102
hadoop103

总结

• 一般情况下，NN启动时有30秒的安全模式，所以在这个模式下HDFS是不能写数据的，所以集群启动时，各个进程之间没有硬性顺序要求，但是如果是老龄机，请注意，优先启动zk，JN再启动NN和其他的进程！
• 第一次搭建时，一定要先启动每个节点journalnode，先启动每个节点journalnode，先启动每个节点journalnode！！！重要的事说3遍，不然会初始化的时候出现没有启动JN的主机上8485端口连接不上！因为需要遵循paxos协议，所以必须最少启动3台！！！
  
• 其次NN初始化，然后启动NN1，同步元数据给NN2，最后启动NN2。
• 停掉所有的NN服务，对zk进行初始化！
• 最后用群起脚本启动！脚本里，必须ZK先启动！！否则会出现所有NN都处于Standby！