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概述

hadoop2中NameNode可以有多個(gè)（目前只支持2個(gè)）。每一個(gè)都有相同的職能。一個(gè)是active狀態(tài)的，一個(gè)是standby狀態(tài)的。當集群運行時(shí)，只有active狀態(tài)的NameNode是正常工作的，standby狀態(tài)的NameNode是處于待命狀態(tài)的，時(shí)刻同步active狀態(tài)NameNode的數據。一旦active狀態(tài)的NameNode不能工作，standby狀態(tài)的NameNode就可以轉變?yōu)閍ctive狀態(tài)的，就可以繼續工作了。

2個(gè)NameNode的數據其實(shí)是實(shí)時(shí)共享的。新HDFS采用了一種共享機制，Quorum Journal Node（JournalNode）集群或者Nnetwork File System（NFS）進(jìn)行共享。NFS是操作系統層面的，JournalNode是hadoop層面的，我們這里使用JournalNode集群進(jìn)行數據共享（這也是主流的做法）。JournalNode的架構圖如下：

兩個(gè)NameNode為了數據同步，會(huì )通過(guò)一組稱(chēng)作JournalNodes的獨立進(jìn)程進(jìn)行相互通信。當active狀態(tài)的NameNode的命名空間有任何修改時(shí)，會(huì )告知大部分的JournalNodes進(jìn)程。standby狀態(tài)的NameNode有能力讀取JNs中的變更信息，并且一直監控edit log的變化，把變化應用于自己的命名空間。standby可以確保在集群出錯時(shí)，命名空間狀態(tài)已經(jīng)完全同步了。

對于HA集群而言，確保同一時(shí)刻只有一個(gè)NameNode處于active狀態(tài)是至關(guān)重要的。否則，兩個(gè)NameNode的數據狀態(tài)就會(huì )產(chǎn)生分歧，可能丟失數據，或者產(chǎn)生錯誤的結果。為了保證這點(diǎn)，這就需要利用使用ZooKeeper了。首先HDFS集群中的兩個(gè)NameNode都在ZooKeeper中注冊，當active狀態(tài)的NameNode出故障時(shí)，ZooKeeper能檢測到這種情況，它就會(huì )自動(dòng)把standby狀態(tài)的NameNode切換為active狀態(tài)。

hadoop-ha包含HDFS的HA和YARN的HA，下面就2個(gè)部件的HA進(jìn)行搭建。

環(huán)境介紹：

os:centos7.0

hadoop:2.8.0

zookeeper:3.4.10

5臺虛擬機，各服務(wù)部署情況如下：

說(shuō)明：出于操作的便利性，本篇使用vagrant+virtualbox來(lái)搭建虛擬環(huán)境。

1、工具安裝

1）、下載并安裝VirtualBox,下載地址 https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads 版本為5.1.18

2）、下載并安裝Vagrant,下載地址 https://www.vagrantup.com/downloads.html 版本為1.9.3

3）、從GitHub上Clone ambari的ambari-vagrant到/opt/目錄下，在終端執行：

　　git clone https://github.com/u39kun/ambari-vagrant.git

4）、增加虛擬機的hosts配置到宿主機的/etc/hosts中

　　sudo -s 'cat ambari-vagrant/append-to-etc-hosts.txt >> /etc/hosts'

5）、使用vagrant命令創(chuàng )建一個(gè)私鑰

　　vagrant

　　此命令會(huì )在宿主機的~/.vagrant.d/目錄下創(chuàng )建insecure_private_key文件，并顯示出vagrant的用法。

2、安裝虛擬機

1）、在/opt目錄下執行

　　cd ambari-vagrant
　　cd centos7.0
　　cp ~/.vagrant.d/insecure_private_key . #此操作為宿主機到虛擬機的無(wú)密碼登錄

2)、由于我們是純Hadoop安裝，所以不需要每個(gè)虛擬機默認3.7G內存，（如果你宿主機內存多的話(huà)，可以不做修改），故修改centos7.0目錄下的Vagrantfile。

　　vb.customize ["modifyvm", :id, "--memory", 2048] # RAM allocated to each VM

3）、通過(guò)目錄下./up.sh命令來(lái)啟動(dòng)1或多個(gè)虛擬機。每個(gè)虛擬機將運行一個(gè)hadoop節點(diǎn)。

　　./up.sh <# of VMs to launch>

　　比如要啟動(dòng)5個(gè)虛擬機，則命令為：./up.sh 5

至此我們的工具和虛擬機都已經(jīng)安裝完成，并且宿主機ssh到各個(gè)虛擬機都是無(wú)密碼連接。

說(shuō)明：此種安裝工具和虛擬機的過(guò)程需要vpn.

3、無(wú)密碼登錄

1）在宿主機終端/opt/ambari-vagrant/centos7.0目錄執行

　　vagrant ssh c7001

　　登錄到c7001,然后執行

　　ssh-keygen -t rsa

　　在~/.ssh/目錄中生成兩個(gè)文件id_rsa和id_rsa.pub

　　如果想從c7001免密碼登錄到c7002、c7003、c7004、c7005中要在c7001中執行 

　　ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub vagrant@c7001
　　ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub vagrant@c7002
　　ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub vagrant@c7003
　　ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub vagrant@c7004
　　ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub vagrant@c7005

　實(shí)現c7001、c7002、c7003、c7004、c7005任意之間的無(wú)密碼登錄，重復上述步驟。

4、安裝ZooKeeper集群

　　此處不再贅述，請參看http://www.cnblogs.com/netbloomy/p/6658041.html 

5、在c7001、c7002、c7003、c7004、c7005機器的/opt目錄下安裝jdk,并設置環(huán)境變量

　　wget http://download.oracle.com/otn-pub/java/jdk/8u121-b13/e9e7ea248e2c4826b92b3f075a80e441/jdk-8u121-linux-x64.tar.gz?AuthParam=1491205869_4d911aca9d38a4b869d2a6ecaa9bbf47

　　tar zxvf jdk-8u121-linux-x64.tar.gz

　　vi ~/.bash_profile

　　export JAVA_HOME=/opt/jdk1.8.0_121
　　export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

6、安裝Hadoop集群

1）、下載并解壓hadoop

　　在c7001、c7002、c7003、c7004、c7005的終端目錄/opt下執行如下命令：

　　wget http://219.238.4.196/files/705200000559DFDC/apache.communilink.net/hadoop/common/hadoop-2.8.0/hadoop-2.8.0.tar.gz

　　然后再把各個(gè)機器上的hadoop解壓　　

　　tar zxvf  hadoop-2.8.0.tar.gz

2）、在c7001終端修改hadoop配置文件，這里需要修改的有core-site.xml、hdfs-site.xml、mapreduce-site.xml、yarn-site.xml、hadoop-env.sh、mapred-env.sh、yarn-env.sh這7個(gè)文件

core-site.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="configuration.xsl"?>

<configuration>

<property>

<name>fs.defaultFS</name>

<value>hdfs://bdcluster</value>

</property>

<!-- 指定hadoop臨時(shí)目錄 -->

<property>

<name>hadoop.tmp.dir</name>

<value>/opt/hadoop-2.8.0/tmp</value>

</property>

<!-- 指定zookeeper地址 -->

<property>

<name>ha.zookeeper.quorum</name>

<value>c7003:2181,c7004:2181,c7005:2181</value>

</property>

<property>

<name>ha.zookeeper.session-timeout.ms</name>

<value>3000</value>

</property>

</configuration>

hdfs-site.xml 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="configuration.xsl"?>

<configuration>

<!--指定hdfs的nameservice為bdcluster，需要和core-site.xml中的保持一致 -->

<property>

<name>dfs.nameservices</name>

<value>bdcluster</value>

</property>

<!-- bdcluster下面有兩個(gè)NameNode，分別是nn1，nn2 -->

<property>

<name>dfs.ha.namenodes.bdcluster</name>

<value>nn1,nn2</value>

</property>

<!-- nn1的RPC通信地址 -->

<property>

<name>dfs.namenode.rpc-address.bdcluster.nn1</name>

<value>c7001:9000</value>

</property>

<!-- nn2的RPC通信地址 -->

<property>

<name>dfs.namenode.rpc-address.bdcluster.nn2</name>

<value>c7002:9000</value>

</property>

<!-- nn1的http通信地址 -->

<property>

<name>dfs.namenode.http-address.bdcluster.nn1</name>

<value>c7001:50070</value>

</property>

<!-- nn2的http通信地址 -->

<property>

<name>dfs.namenode.http-address.bdcluster.nn2</name>

<value>c7002:50070</value>

</property>

<!-- 指定NameNode的元數據在JournalNode上的存放位置 -->

<property>

<name>dfs.namenode.shared.edits.dir</name>

<value>qjournal://c7003:8485;c7004:8485;c7005:8485/bdcluster</value>

</property>

<!-- 指定JournalNode在本地磁盤(pán)存放數據的位置 -->

<property>

<name>dfs.journalnode.edits.dir</name>

<value>/opt/hadoop-2.8.0/tmp/journal</value>

</property>

<property>

<name>dfs.ha.automatic-failover.enabled</name>

<value>true</value>

</property>

<!-- 配置失敗自動(dòng)切換實(shí)現方式 -->

<property>

<name>dfs.client.failover.proxy.provider.bdcluster</name>

<value>org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider

</value>

</property>

<!-- 配置隔離機制，多個(gè)機制用換行分割，即每個(gè)機制暫用一行 -->

<property>

<name>dfs.ha.fencing.methods</name>

<value>

sshfence

shell(/bin/true)

</value>

</property>

<!-- 使用sshfence隔離機制時(shí)需要ssh免密碼登陸 -->

<property>

<name>dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files</name>

<value>/home/vagrant/.ssh/id_rsa</value>

</property>

<!-- 配置sshfence隔離機制超時(shí)時(shí)間 -->

<property>

<name>dfs.ha.fencing.ssh.connect-timeout</name>

<value>30000</value>

</property>

<!--指定namenode名稱(chēng)空間的存儲地址 -->

<property>

<name>dfs.namenode.name.dir</name>

<value>file:///opt/hadoop-2.8.0/hdfs/name</value>

</property>

<!--指定datanode數據存儲地址 -->

<property>

<name>dfs.datanode.data.dir</name>

<value>file:///opt/hadoop-2.8.0/hdfs/data</value>

</property>

<!--指定數據冗余份數 -->

<property>

<name>dfs.replication</name>

<value>3</value>

</property>

</configuration>

mapred-site.xml

<?xml version="1.0"?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="configuration.xsl"?>

<configuration>

<property>

<name>mapreduce.framework.name</name>

<value>yarn</value>

</property>

<!-- 配置 MapReduce JobHistory Server 地址 ，默認端口10020 -->

<property>

<name>mapreduce.jobhistory.address</name>

<value>0.0.0.0:10020</value>

</property>

<!-- 配置 MapReduce JobHistory Server web ui 地址， 默認端口19888 -->

<property>

<name>mapreduce.jobhistory.webapp.address</name>

<value>0.0.0.0:19888</value>

</property>

</configuration>

yarn-site.xml

<?xml version="1.0"?>

<configuration>

<!--開(kāi)啟resourcemanagerHA,默認為false -->

<property>

<name>yarn.resourcemanager.ha.enabled</name>

<value>true</value>

</property>

<!--開(kāi)啟自動(dòng)恢復功能 -->

<property>

<name>yarn.resourcemanager.recovery.enabled</name>

<value>true</value>

</property>

<!-- 指定RM的cluster id -->

<property>

<name>yarn.resourcemanager.cluster-id</name>

<value>yrc</value>

</property>

<!--配置resourcemanager -->

<property>

<name>yarn.resourcemanager.ha.rm-ids</name>

<value>rm1,rm2</value>

</property>

<!-- 分別指定RM的地址 -->

<property>

<name>yarn.resourcemanager.hostname.rm1</name>

<value>c7001</value>

</property>

<property>

<name>yarn.resourcemanager.hostname.rm2</name>

<value>c7002</value>

</property>

<!-- <property> <name>yarn.resourcemanager.ha.id</name> <value>rm1</value> 

<description>If we want to launch more than one RM in single node,we need 

this configuration</description> </property> -->

<!-- 指定zk集群地址 -->

<property>

<name>ha.zookeeper.quorum</name>

<value>c7003:2181,c7004:2181,c7005:2181</value>

</property>

!--配置與zookeeper的連接地址-->

<property>

<name>yarn.resourcemanager.zk-state-store.address</name>

<value>c7003:2181,c7004:2181,c7005:2181</value>

</property>

<property>

<name>yarn.resourcemanager.store.class</name>

<value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore

</value>

</property>

<property>

<name>yarn.resourcemanager.zk-address</name>

<value>c7003:2181,c7004:2181,c7005:2181</value>

</property>

<property>

<name>yarn.resourcemanager.ha.automatic-failover.zk-base-path</name>

<value>/yarn-leader-election</value>

<description>Optionalsetting.Thedefaultvalueis/yarn-leader-election

</description>

</property>

<property>

<name>yarn.nodemanager.aux-services</name>

<value>mapreduce_shuffle</value>

</property>

</configuration>

hadoop-env.sh & mapred-env.sh & yarn-env.sh

export JAVA_HOME=/opt/jdk1.8.0_121
export CLASS_PATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export HADOOP_HOME=/opt/hadoop-2.8.0
export HADOOP_PID_DIR=/opt/hadoop-2.8.0/pids
export HADOOP_COMMON_LIB_NATIVE_DIR=$HADOOP_HOME/lib/native
export HADOOP_OPTS="$HADOOP_OPTS-Djava.library.path=$HADOOP_HOME/lib/native"
export HADOOP_PREFIX=$HADOOP_HOME
export HADOOP_MAPRED_HOME=$HADOOP_HOME
export HADOOP_COMMON_HOME=$HADOOP_HOME
export HADOOP_HDFS_HOME=$HADOOP_HOME
export YARN_HOME=$HADOOP_HOME
export HADOOP_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export HDFS_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export YARN_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export JAVA_LIBRARY_PATH=$HADOOP_HOME/lib/native
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin

slaves

c7001
c7002
c7003
c7004
c7005

然后通過(guò)執行如下命令將c7001修改好的配置文件同步到c7002、c7003、c7004、c7005：

scp -r /opt/hadoop-2.8.0/etc/hadoop vagrant@c7002:/opt/hadoop-2.8.0/etc/
scp -r /opt/hadoop-2.8.0/etc/hadoop vagrant@c7003:/opt/hadoop-2.8.0/etc/
scp -r /opt/hadoop-2.8.0/etc/hadoop vagrant@c7004:/opt/hadoop-2.8.0/etc/
scp -r /opt/hadoop-2.8.0/etc/hadoop vagrant@c7005:/opt/hadoop-2.8.0/etc/

至此，hadoop的配置文件已經(jīng)全部配置完畢

7、啟動(dòng)Hadoop集群

1）、啟動(dòng)zookeeper集群
分別在c7003、c7004、c7005上執行如下命令啟動(dòng)zookeeper集群；
[vagrant@c7003 bin]$ sh zkServer.sh start
驗證集群zookeeper集群是否啟動(dòng)，分別在c7003、c7004、c7005上執行如下命令驗證zookeeper集群是否啟動(dòng)，集群?jiǎn)?dòng)成功，有兩個(gè)follower節點(diǎn)跟一個(gè)leader節點(diǎn)；
[vagrant@c7003 bin]$ sh zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /opt/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower
2）、 啟動(dòng)journalnode集群
在c7001上執行如下命令完成JournalNode集群的啟動(dòng)
[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ sbin/hadoop-daemons.sh start journalnode
執行jps命令，可以查看到JournalNode的java進(jìn)程pid
3）、格式化zkfc,讓在zookeeper中生成ha節點(diǎn)
在c7001上執行如下命令，完成格式化
hdfs zkfc -formatZK
格式成功后，查看zookeeper中可以看到
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] ls /hadoop-ha
[bdcluster]
4）、 格式化hdfs
hadoop namenode -format
5）、 啟動(dòng)NameNode
首先在c7001上啟動(dòng)active節點(diǎn)，在c7001上執行如下命令
[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
在c7002上同步namenode的數據，同時(shí)啟動(dòng)standby的namenod,命令如下
#把NameNode的數據同步到c7002上
[vagrant@c7002 hadoop-2.8.0]$ bin/hdfs namenode -bootstrapStandby
#啟動(dòng)c7002上的namenode作為standby
[vagrant@c7002 hadoop-2.8.0]$ sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
6）、 啟動(dòng)啟動(dòng)datanode
在c7001上執行如下命令
[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ sbin/hadoop-daemons.sh start datanode
7）、 啟動(dòng)yarn
在作為資源管理器上的機器上啟動(dòng)，我這里是c7001,執行如下命令完成year的啟動(dòng)
[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ sbin/start-yarn.sh

8）、 啟動(dòng)ZKFC
在c7001上執行如下命令，完成ZKFC的啟動(dòng)
[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ sbin/hadoop-daemons.sh start zkfc
全部啟動(dòng)完后分別在c7001、c7002、c7003、c7004、c7005上執行jps是可以看到下面這些進(jìn)程的
#c7001上的java PID進(jìn)程
[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ jps
7857 DataNode
7270 JournalNode
8118 NodeManager
8550 DFSZKFailoverController
8007 ResourceManager
8968 NameNode
9065 Jps
#c7002上的java PID進(jìn)程
[vagrant@c7002 hadoop-2.8.0]$ jps
6929 DFSZKFailoverController
6738 NodeManager
6441 NameNode
6603 DataNode
6221 JournalNode
7615 Jps
#c7003上的java PID進(jìn)程
[vagrant@c7003 hadoop-2.8.0]$ jps
6040 DataNode
6473 Jps
4764 QuorumPeerMain
5870 JournalNode
6175 NodeManager
#c7004上的java PID進(jìn)程
[vagrant@c7004 hadoop-2.8.0]$ jps
4739 QuorumPeerMain
5875 JournalNode
6180 NodeManager
6475 Jps
6046 DataNode
#c7005上的java PID進(jìn)程
6227 NodeManager
6518 Jps
6091 DataNode
5916 JournalNode
4813 QuorumPeerMain

8、測試NameNode HA的高可用性
啟動(dòng)后c7001的namenode和c7002的namenode如下所示：

此時(shí)在c7001上執行如下命令關(guān)閉c7001上的namenode

[vagrant@c7001 hadoop-2.8.0]$ sbin/hadoop-daemon.sh stop namenode

再次查看c7002上的namenode，發(fā)現自動(dòng)切換為active了！證據如下：

上述驗證也可以使用命令hdfs haadmin進(jìn)行查看NameNode的狀態(tài)
查看namenode工作狀態(tài)
hdfs haadmin -getServiceState nn1
將standby狀態(tài)namenode切換到active
hdfs haadmin –transitionToActive nn1
將active狀態(tài)namenode切換到standby
hdfs haadmin –transitionToStandby nn2

9、ResourceManager HA

NameNode HA操作完之后我們可以發(fā)現只有一個(gè)節點(diǎn)（這里是c7001）啟動(dòng)，需要手動(dòng)啟動(dòng)另外一個(gè)節點(diǎn)（c7002）的resourcemanager。
sbin/yarn-daemon.sh start resourcemanager
然后用以下指令查看resourcemanager狀態(tài)
yarn rmadmin -getServiceState rm1
結果顯示Active

yarn rmadmin -getServiceState rm2
而rm2是standby。
驗證HA和NameNode HA同理，kill掉Active resourcemanager，則standby的resourcemanager則會(huì )轉換為Active。
還有一條指令可以強制轉換
yarn rmadmin –transitionToStandby rm1

注意：yarn-site.xml的

<property>
　　　　<name>yarn.resourcemanager.ha.id</name>
　　　　<value>rm1</value>
　　　　<description>If we want to launch more than one RM in single node,we need this configuration</description>
　</property>

在c7001上配置是rm1,而在c7002上一定要配置rm2,如果不修改，c7002的resourcemanager啟動(dòng)不了。