09.NameNode和SecondaryNameNode

一、NN和2NN的工作机制

NameNode元数据的存储：

NameNode中存储的元数据经常需要被随机访问，还要响应客户请求，这样效率必然会很低。因此，元数据需要存放在内存中，但如果只存在内存中，一旦断电，元数据丢失，整个集群就无法工作了。因此产生在磁盘中备份元数据的FsImage。

这样又会带来新的问题，当在内存中的元数据更新时，如果同时更新FsImage，就会导致效率过低，但如果不更新，就会发生一致性问题，一旦NameNode节点断电，就会产生数据丢失。因此，引入Edits文件(只进行追加操作，效率很高)。每当元数据有更新或者添加元数据时，修改内存中的元数据并追加到Edits中。这样，一旦NameNode节点断电，可以通过FsImage和Edits的合并，合成元数据。

但是，如果长时间添加数据到Edits中，会导致该文件数据过大，效率降低，而且一旦断电，恢复元数据需要的时间过长。因此，需要定期进行FsImage和Edits的合并，如果这个操作由NameNode节点完成，又会效率过低。因此，引入一个新的节点SecondaryNamenode，专门用于FsImage和Edits的合并。

NN和2NN工作流程：
在这里插入图片描述
1、第一阶段：NameNode启动

第一次启动NameNode格式化后，创建Fsimage和Edits文件。如果不是第一次启动，直接加载Edits和Fsimage到内存中。
客户端对元数据进行增删改请求
NameNode记录操作日志，更新Edits
NameNode在内存中对元数据进行增删改

2、第二阶段：SecondaryNameNode工作

SecondaryNameNode询问NameNode是否需要CheckPoint。执行带回NameNode是否检查结果
SecondaryNameNode请求执行CheckPoint
NameNode滚动正在写的Edits日志
将滚动前的编辑日志Edits和镜像文件Fsimage拷贝到SecondaryNameNode
SecondaryNameNode加载Edits和Fsimage到内存，并合并
生成新的镜像文件fsimage.checkpoint
拷贝fsimage.checkpoint到NameNode
NameNode将fsimage.checkpoint重新命名为fsimage

二、Edits和Fsimage解析

NameNode在被格式化之后，在/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/current目录中产生如下文件：
在这里插入图片描述

Fsimage文件：HDFS文件系统元数据的一个永久的检查点，其中包含HDFS文件系统的所有目录和文件node的序列化信息
Edits文件：存放HDFS文件系统的所有更新操作的路径，文件系统客户端执行的所有写操作首先会被记录到Edits文件中
seen_txid：保存的是一个数字，就是edits_的数字
每次NameNode启动的时候都会将fsimage文件读入内存，加载Edits里面的更新操作，保证内存中元数据是最新的。

2NN的数据目录结构在/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary/current，和NameNode的结构相同，便于在NameNode发生故障时，快速从2NN恢复数据。

①oiv查看Fsimage文件

语法：hdfs oiv -p 文件类型 -i镜像文件 -o 转换后文件输出路径

hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000000179 -o /root/fsimage.xml

②oev查看Edits文件

语法：hdfs oev -p 文件类型 -i编辑日志 -o 转换后文件输出路径

[root@hadoop100 current]# hdfs oev -p XML -i edits_0000000000000000179-0000000000000000179 
-o /root/edits.xml

三、CheckPoint时间设置

①通常情况下，SecondaryNameNode每隔一小时执行一次

[hdfs-default.xml]

<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
  <value>3600</value>
</property>

②当操作次数达到1百万时，SecondaryNameNode一分钟检查一次操作次数

<property>
	<name>dfs.namenode.checkpoint.txns</name>
	<value>1000000</value>
	<description>操作动作次数</description>
</property>

<property>
	<name>dfs.namenode.checkpoint.check.period</name>
	<value>60</value>
	<description> 1分钟检查一次操作次数</description>
</property >

四、NameNode故障处理

NameNode故障后，可以采用如下两种方法恢复数据：

方法一：将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode存储数据的目录

kill -9 NameNode进程
删除NameNode存储的数据

[root@hadoop100 hadoop-2.7.2]# rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*

拷贝2NN中数据到原NN存储数据目录

[root@hadoop100 dfs]# scp -r root@hadoop102:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary/* ./name/

重新启动NameNode

[root@hadoop100 hadoop-2.7.2]# sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

方法二：使用-importCheckpoint选项启动NN守护进程，从而将2NN中数据拷贝到NN目录中

修改hdfs-site.xml

<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
  <value>120</value>
</property>

<property>
  <name>dfs.namenode.name.dir</name>
  <value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name</value>
</property>

kill -9 NameNode进程
删除NameNode存储的数据

[root@hadoop100 hadoop-2.7.2]# rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*

如果2NN不和NN在一个主机节点上，需要将2NN存储数据的目录拷贝到NN存储数据的平级目录，并删除in_use.lock文件

[root@hadoop100 dfs]# scp -r root@hadoop102:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary ./
[root@hadoop100 namesecondary]# rm -rf in_use.lock

导入检查点数据（等待一会ctrl+c结束掉）

[root@hadoop100 hadoop-2.7.2]# bin/hdfs namenode -importCheckpoint

启动NameNode

[root@hadoop100 hadoop-2.7.2]# sbin/hadoop-daemon.sh start namenode

五、集群安全模式

5.1 概述

①Namenode启动

NameNode启动时，首先将Fsimage载入内存，并执行edits中的各项操作。一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映像，则创建一个新的fsimage文件和一个空的edits。此时，NameNode开始监听DataNode请求。但是此刻，NameNode运行在安全模式，即NameNode的文件系统对于客户端来说是只读的。

②DataNode启动

系统中的数据块的位置并不是由NameNode维护的，而是以块列表的形式存储在DataNode中。在系统的正常操作期间，NameNode会在内存中保留所有块位置的映射信息。在安全模式下，各个DataNode会向NameNode发送最新的块列表信息，NameNode了解到足够多的块位置信息之后，即可高效运行文件系统。

③安全模式退出判断

如果满足“最小副本条件”，NameNode会在30秒钟之后就退出安全模式。所谓的最小复本条件指的是在整个文件系统中99.9%的块满足最小复本级别（默认值：dfs.replication.min=1）。在启动一个刚刚格式化的HDFS集群时，因为系统中还没有任何块，所以NameNode不会进入安全模式。

5.2. 基本语法

集群处于安全模式，不能执行重要操作（写操作）。集群启动完成后，自动退出安全模式

bin/hdfs dfsadmin -safemode get （功能描述：查看安全模式状态）
bin/hdfs dfsadmin -safemode enter （功能描述：进入安全模式状态）
bin/hdfs dfsadmin -safemode leave （功能描述：离开安全模式状态）
bin/hdfs dfsadmin -safemode wait （功能描述：等待安全模式状态）

六、NameNode多目录配置

NameNode的本地目录可以配置成多个，且每个目录存放内容相同，增加了可靠性。

①hdfs-site.xml添加配置

<property>
    <name>dfs.namenode.name.dir</name>
	<value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name2</value>
</property>

②停止集群，删除data和logs中所有数据

③格式化NameNode并重启集群

posted @ 2020-06-10 09:52 loading--- 阅读(177) 评论(0) 编辑收藏举报

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