hadoop2.0 QJM方式的HA的配置

本文在《hadoop2.0的安装和基本配置》一文的基础上继续介绍hadoop2.0 QJM（Quorum Journal Manager）方式的HA的配置（hadoop2.0架构，具体版本是hadoop2.2.0）。本文只介绍HA的主备的手工切换，自动切换在下一篇文章继续介绍。

1 准备

文中描述的机器角色包含2个namenode：

• namenode1

• namenode2

其中namenode1为active namenode；namenode2为standby namenode。  

包含3个journalnode：

• journalnode1

• journalnode2

• journalnode3

journalnode的机器的数量是奇数，可以是3,5,7...,2n+1。

其他机器角色本文中不涉及的可以参考《hadoop2.0的安装和基本配置》一文。

2 配置

HA的配置只涉及到core-site.xml和hdfs-site.xml两个配置文件，其他配置可以文件参考《hadoop2.0的安装和基本配置》一文。

2.1 core-site.xml

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<configuration>

        <property>

                <name>fs.defaultFS</name>

                <value>hdfs://mycluster</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>/home/tmp/hadoop2.0</value>

        </property>

</configuration>

2.2 hdfs-site.xml

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<configuration>

        <property>

                <name>dfs.replication</name>

                <value>1</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>/home/dfs/name</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>/home/dfs/data</value>

        </property>

        <property>

                <name>dfs.permissions</name>

                <value>false</value>

        </property>

        <property>

                <name>dfs.nameservices</name>

                <value>mycluster</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>nn1,nn2</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>namenode1:8020</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>namenode2:8020</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>namenode1:50070</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>namenode2:50070</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>qjournal://journalnode1:8485;journalnode2:8485;journalnode3:8485/mycluster</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>/home/dfs/journal</value>

        </property>

        <property>

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

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

        </property>

        <property>

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

                <value>sshfence</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>/root/.ssh/id_rsa</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>6000</value>

        </property>

        <property>

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

                <value>false</value>

        </property>

</configuration>

上述有些参数这里需要解释一下。

• dfs.ha.automatic-failover.enabled

这里是把主备自动切换关闭，需要手工来切换。在下一篇文章会介绍通过配置zookeeper来实现主备自动切换。

• fs.ha.namenodes.mycluster

<value>中的nn1,nn2分别是active namenode和standby namenode的namenode id，你也可以自己起一个namenode id，只要在参数中都保持一致就可以了。

• dfs.namenode.shared.edits.dir

配置一组journalnode（3,5,7,...,2n+1）的URI，用于active namenode和standby namenode读写edits文件（原理可以参考前面的文章《hadoop2.0的HA介绍》），<value>中的mycluster是dfs.nameservices保持一致。你可以自己起一个nameservice ID，只要在参数中都保持一致就可以了。

• dfs.journalnode.edits.dir

是在journalnode节点上用于存放active namenode和standby namenode共享的edits文件的目录。

• dfs.ha.log-roll.period

active namenode的edits文件轮转的时间间隔，前面没有设置这个参数，默认值是120秒。即standby namenode会隔120秒要求active namenode切出一个edits文件，然后通过journalnode去同步这个文件。

active namenode会隔120秒会切出一个新edits文件，并且给这些edits文件一个编号，越新的edits文件编号越大。

日志轮转的时候开始会先生成一个新的“inprogress” edits文件（文件名带着“inprogress”），说明日志正在生成，轮转没完成。当过了120秒之后，日志轮转完成，文件改名，文件名字带着一个目前最大的编号（文件名没有“inprogress”）。然后生成一个新的“inprogress” edits文件，开始下一次edits文件轮转。

当发生主备切换的时候，会触发一次edit文件的轮转，这样standby namenode就会把剩下的edits文件同步过来，在切换到active状态时元数据能保持一个最新的状态。

• dfs.ha.tail-edits.period

standby namenode每隔多长时间去检测新的edits文件。它只会检查已经完成轮转的edits文件，不会检查“inprogress” edits文件。

• dfs.ha.fencing.methods

系统在任何时候只有一个namenode节点处于active状态。在主备切换的时候，standby namenode会变成active状态，原来的active namenode就不能再处于active状态了，否则两个namenode同时处于active状态会造成所谓的“脑裂”问题。所以在failover的时候要设置防止2个namenode都处于active状态的方法，可以是java类或者脚本。

fencing的方法目前有两种，sshfence和shell

sshfence方法是指通过ssh登陆到active namenode节点杀掉namenode进程，所以你需要设置ssh无密码登陆，还要保证有杀掉namenode进程的权限。

shell方法是指运行一个shell脚本/命令来防止“脑裂”问题，脚本需要自己写。

注意，QJM方式本身就有fencing功能，能保证只有一个namenode能往journalnode上写edits文件，所以是不需要设置fencing的方法就能防止“脑裂”问题的。但是，在发生failover的时候，原来的active namenode可能还在接受客户端的读请求，这样客户端很可能读到一些过时的数据（因为新的active namenode的数据已经实时更新了）。因此，还是建议设置fencing方法。如果确实不想设置fencing方法，可以设置一个能返回成功（没有fencing作用）的方法，如“shell(/bin/true)”。这个纯粹为了fencing方法能够成功返回，并不需要真的有fencing作用。这样可以提高系统的可用性，即使在fencing机制失败的时候还能保持系统的可用性。

3 启动

3.1 先在journalnode机器上启动journalnode

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$HADOOP_HOME/sbin/hadoop-daemon.sh start journalnode

3.2 在namenode机器上启动namenode

其中namenode1为active namenode，namenode2为standby namenode

3.2.1

如果是首次启动，在namenode1上运行format命令

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$HADOOP_HOME/bin/hadoop namenode -format

如果是非首次启动，则在namenode1上运行以下命令

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$HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode  -initializeSharedEdits

这里需要解释一下。    

首次启动是指安装的时候就配置了HA，hdfs还没有数据。这时需要用format命令把namenode1格式化。    

非首次启动是指原来有一个没有配置HA的HDFS已经在运行了，HDFS上已经有数据了，现在需要配置HA而加入一台namenode。这时候namenode1通过initializeSharedEdits命令来初始化journalnode，把edits文件共享到journalnode上。

3.2.2

然后在namenode1上启动namenode

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$HADOOP_HOME/sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

3.2.3

在namenode2上运行以下命令

1

$HADOOP_HOME/sbin/hadoop-daemon.sh start  namenode -bootstrapStandby

这里也需要解释一下。    

namenode2是不需要format的。

namenode2需要运行bootstrapStandby命令来同步namenode1的元数据，和namenode1的元数据保持一致。        

具体过程是：前面说过namenode1通过initializeSharedEdits命令已经把edits文件共享到journalnode上了，现在namenode2需要通过bootstrapStandby命令把namenode1的元数据和journalnode的edits文件同步过来，从而使元数据和namenode1保持一致。        

注意，这里需要journalnode上有足够的edits文件，这样才能保证namenode1和namenode2上的元数据保持一致。如果bootstrapStandby命令运行失败，可以手工把namenode1的元数据（即${dfs.namenode.name.dir}这个目录下的所有数据）拷贝到namenode2的${dfs.namenode.name.dir}这个目录下，再运行bootstrapStandby命令。

3.2.4      

然后在namenode2上启动namenode

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$HADOOP_HOME/sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

这时，namenode1和namenode2都启动了，都是“standby”状态。    

3.2.5    

在namenode1上运行  

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$HADOOP_HOME/bin/hdfs haadmin -transitionToActive nn1

这样，namenode1的状态就变成“active”。

3.3 在datanode机器上启动datanode

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$HADOOP_HOME/sbin/hadoop-daemon.sh start datanode

这时HDFS就可以正常使用了，并且HA功能已经启动。

3.4 检查

可以通过以下页面查看active namenode(namenode1)和 standby namenode(namenode2)的状态

http://namenode1:50070/dfshealth.jsp

http://namenode2:50070/dfshealth.jsp

运行常用的HDFS shell命令测试HDFS是否正常。

4 测试

停掉namenode1的namenode（模拟namenode1挂掉），这时会发现hdfs不能用了。        

在namenode2上运行以下命令

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$HADOOP_HOME/bin/hdfs haadmin -transitionToActive nn2

namenode2的状态就变成“active”，这时 HDFS 恢复正常。

在namenode1上运行一下命令做主从切换

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$HADOOP_HOME/bin/hdfs haadmin -failover nn1 nn2

这时namenode2的状态变成“active”，namenode1的状态变成“standby”。

5 QJM方式HA的结构图

QJM方式HA的结构涉及到active namenode，standby namenode，journalnode，datanode，client，这里通过一个图描述他们之间的关系。

6 实战tips

• 在namenode1做的一些配置和操作，在namenode2上也要做一次，保持2台机器一致。

• 注意首次启动（第一次启动的时候就是HA）和非首次启动（运行一段时间后加入HA特性）的区别。

• 因为HA的自动切换容易出现ssh登陆和权限的问题，而且网上也有资料测试自动切换有时候会不成功，所以在生产环境还是建议采用手工切换的方式，这样更加可靠，有问题也可以及时查。

在下一篇文章中，我们会在本文的基础上继续介绍HA的主备自动切换的配置。通过配置zookeeper，实现HA的主备自动切换。

参考资料

http://hadoop.apache.org/docs/r2.2.0/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/HDFSHighAvailabilityWithQJM.html