Hadoop 入门笔记十二 : HDFS Federation联邦机制 hadoop

一. 当前HDFS体系架构
1. 简介
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当前的HDFS架构有两个主要的层：

命名空间(namespace)
HDFS体系结构中的命名空间层由文件，块和目录组成。该层支持与名称空间相关的文件系统操作，例如创建，删除，修改和列出文件和目录。
块存储层(Block Storage)
块存储层包括两个部分:
块管理： NameNode执行块管理。块管理通过处理注册和定期心跳来提供DataNode群集成员身份。它处理块报告并支持与块相关的操作，如创建，删除，修改或获取块位置。它还维护块的位置，副本位置。为未复制的块管理块复制，并在已复制的块中删除。
存储: DataNode通过在本地文件系统上存储块并提供读/写访问权限来管理存储空间。

2.局限性当下的HDFS体系结构仅允许单个NameNode维护文件系统名称空间。注意HA体系中虽然说允许多个NameNode，但是他们所维护的是同一套文件系统名称空间。这种体系目前存在着一些弊端和局限性：

DataNode磁盘存储空间不够增加节点，NameNode内存不够是否可以无限扩容。一种是DataNode横向扩展机器增加节点，一种是纵向扩展单机加内存。
由于名称空间和存储层的紧密耦合，NameNode的替代实现很困难。这限制了其他服务直接使用块存储。唯一的NameNode成了唯一入口。
文件系统的操作还限于NameNode一次处理的任务数。因此，群集的性能取决于NameNode吞吐量。
同样，由于使用单个名称空间，因此使用群集的占用者组织之间没有隔离。

二. HDFS Federation架构
1. 简介 Federation中文意思为联邦,联盟，是NameNode之间的Federation,也就是集群中会有多个NameNode。多个NameNode的情况意味着有多个namespace。注意，这区别于HA模式下的多NameNode，HA中它们是拥有着同一个namespace。
Federation体系中多个namenode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。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。

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上图中，有多个NameNode，分别表示为NN1，NN2，.. NNn。NS1，NS2等是由它们各自的NameNode管理的多个名称空间。
每个名称空间都有其自己的块池（block pool）（NS1具有Pool1，NS2具有Pool2，依此类推）。每个DataNode存储集群中所有块池的块。
HDFS Federation体系结构中的块池是属于单个名称空间的块的集合。每个块池彼此独立地进行管理。在删除NameNode或名称空间时，DataNode中存在的相应块池也将被删除。在升级群集时，每个名称空间卷都作为一个单元进行升级。
2. 优点

命名空间可伸缩性
使用Federation，可以水平扩展名称空间。这对大型群集或包含太多小文件的群集有利，因为向群集添加了更多的NameNode。
性能
由于文件系统操作不受单个NameNode吞吐量的限制，因此可以提高文件系统的性能。
隔离
由于有多个名称空间，它可以为使用集群的占用者组织提供隔离。

3. HDFS Federation配置示例

core-site.xml

fs.defaultFS viewfs:/// fs.viewfs.mounttable.default.link./bi hdfs://bi/ fs.viewfs.mounttable.default.link./dt hdfs://dt/ hadoop.tmp.dir /home/hadoop/apps/hdpdata/ ha.zookeeper.quorum mini5:2181,mini6:2181,mini7:2181
hdfs-site.xml

dfs.nameservices bi,dt dfs.ha.namenodes.bi nn1,nn2 【Hadoop 入门笔记十二 : HDFS Federation联邦机制】dfs.ha.namenodes.dt nn3,nn4 dfs.namenode.rpc-address.bi.nn1 mini1:9000 dfs.namenode.http-address.bi.nn1 mini1:50070 dfs.namenode.rpc-address.bi.nn2 mini2:9000 dfs.namenode.http-address.bi.nn2 mini2:50070 dfs.namenode.rpc-address.dt.nn3 mini3:9000 dfs.namenode.http-address.dt.nn3 mini3:50070 dfs.namenode.rpc-address.dt.nn4 mini4:9000 dfs.namenode.http-address.dt.nn4 mini4:50070 dfs.namenode.shared.edits.dir qjournal://mini5:8485; mini6:8485; mini7:8485/bi dfs.namenode.shared.edits.dir qjournal://mini5:8485; mini6:8485; mini7:8485/dt dfs.journalnode.edits.dir /home/hadoop/apps/hdpdata/journaldata dfs.ha.automatic-failover.enabled true dfs.client.failover.proxy.provider.bi org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider dfs.client.failover.proxy.provider.dt org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider dfs.ha.fencing.methods sshfence shell(/bin/true) dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files /home/hadoop/.ssh/id_rsa dfs.ha.fencing.ssh.connect-timeout 30000

mapred-site.xml

mapreduce.framework.name yarn

4.yarn-site.xml

yarn.resourcemanager.ha.enabled true yarn.resourcemanager.cluster-id yrc yarn.resourcemanager.ha.rm-ids rm1,rm2 yarn.resourcemanager.hostname.rm1 mini3 yarn.resourcemanager.hostname.rm2 mini4 yarn.resourcemanager.zk-address mini5:2181,mini6:2181,mini7:2181 yarn.nodemanager.aux-services mapreduce_shuffle

4.Federation初始化步骤

先启动zookeeper集群再在5/6/7上启动journalnode hadoop-daemon.sh start journalnode在bi下nn1上 hdfs namenode -format –clusterID itcast hdfs zkfc -formatZK 拷贝元数据目录到standby(nn2)在dt下nn3上 hdfs namenode -format –clusterID itcast###clusterID必须与bi的相同 hdfs zkfc -formatZK 拷贝元数据目录到standby(nn4)在bi下nn1上 sbin/start-dfs.sh在resoucemanager配置的主机上启动yarn sbin/start-yarn.sh