HDFS05 NameNode和SecondaryNameNode
NameNode和SecondaryNameNode(了解)
NN 和 2NN 工作机制
问题1：NN的元数据存储在内存中还是磁盘中?
| 存储点 | 好处 | 坏处 |
|---|---|---|
| 内存 | 计算快 | 可靠性差 |
| 磁盘 | 可靠性高 | 计算速度慢 |
总和两者的好处，采用内存加磁盘的存储方式存储，磁盘中备份元数据Fslmage镜像文件。
如果内存中计算出结果之后，写入磁盘中，效率过低。引入了Edits编辑日志。
三个地方存储的内容
Fsimage：NameNode内存中元数据序列化后形成的文件，存计算之后的结果值
Edits：记录客户端更新元数据信息的每一步操作，追加写操作（可通过Edits运算出元数据）。
内存中有的数据=fslmage镜像文件的数据+Edits的操作
服务器一启动将 fslmage镜像文件的数据+Edits的操作 的结果加载到内存。因此，需要定期进行 FsImage 和 Edits 的合并，引入一个新的节点SecondaryNamenode，协助nn在过程中 FsImage 和 Edits 的合并。
NameNode工作机制
1.第一次启动 NameNode 格式化后，创建 Fsimage镜像文件、和 Edits编辑日志文件edits_inprogress_001。如果不是第一次启动，直接加载编辑日志和镜像文件到内存。
2.客户端对元数据访问,如增删改请求。
3.记录操作日志、更新滚动日志。
4.NameNode 在内存中对元数据进行增删改。
Secondary NameNode
1.Secondary NameNode 询问 NameNode 是否需要 CheckPoint，直接带回 NameNode是否检查结果。
问题1:多久询问一次NameNode，checkPoint触发条件。
①定时时间到了，默认一个小时
②Edits中的数据满了
2.Secondary NameNode 请求执行 CheckPoint。
3.NameNode 滚动正在写的Edits日志。
问题2:怎么滚动的？
edits滚动生成一个新的edits.inprogress文件edits_inprogress_002。原来的edits_inprogress_001修改名称为edits_001,之后的操作都记录在edits_inprogress_002。
4.将edits_001和镜像文件fsimage拷贝到Secondary NameNode。
5.Secondary NameNode 加载编辑日志edits_001和镜像文件到内存。
6.合并生成新的镜像文件fsimage.chkpoint。
7.拷贝 fsimage.chkpoint 到 NameNode。
8.NameNode 将 fsimage.chkpoint 重新命名成 fsimage。
下次启动就将新的fsimage和edits_inprogress_002的内容加在一起就是最新的元数据。
Fsimage 和 Edits 解析
NameNode服务器在hadoop102，在NameNode目录下有Fsiamge和Edits文件，NameNode目录/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/name/current。
Secondary NameNode服务器在hadoop104，Secondary NameNode目录/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/namesecondary/current/
NameNode比Secondary NameNode多一个edits_inprogress_xxxx，最新的操作
NameNode在格式化(初始化)之后，会在/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/name/current目录中产生如下文件
oiv查看 Fsimage 文件
oiv和oev查看命令
oiv 查看Fsiamge文件
oev 查看Edits文件
基本语法
dfs oiv -p 文件类型 -i 镜像文件 -o 转换后文件输出路径
正常通过cat看镜像文件看不了，全是乱码，需要通过-p把镜像文件转换成其他格式，输出在其他路径下。
案例
[ranan@hadoop102 current]$ hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000000363 -o /opt/software/fsimage.xml
将fsimage.xml下载到桌面，SecureCRT设置默认下载/上传路径
[ranan@hadoop102 software]$ sz fsimage.xml
fsimage.xml文件内容理解
文件组成
<INodeDirectorySection>
<inode> ... </inode>
<inode> ... </inode>
</INodeDirectorySection>
<INodeDirectorySection>..</INodeDirectorySection>
<INodeDirectorySection>..</INodeDirectorySection>
主要内容
<inode>
<id>16417</id>
<type>FILE</type> ------ 文件类型：常规文件（如果是文件夹则为 'DIRECTORY'）
<name>b.xml</name> ----- 文件名
<replication>3</replication> --- 副本数
<mtime>1603342078483</mtime> --- 创建时间
<atime>1603342078253</atime> --- 修改时间
<perferredBlockSize>134217728</perferredBlockSize> --- 块大小
<permission>ranan:supergroup:rw-r--r--</permission> --- 权限
<blocks> ---- 被切成了几个块
<block> ---- 第一个块
<id>1073741836</id> ----- 块的id
<genstamp>1013</genstamp> --- 块的时间戳
<numBytes>313</numBytes> --- 块中存放的数据的大小（该文件只有一个块，该大小即为文件大小）
</block>
</blocks>
</inode>
问题：Fsimage 中没有记录块所对应 DataNode，为什么？
在集群启动后，要求 DataNode 上报数据块信息，并间隔一段时间后再次上报。
oev查看Edits文件
基本语法
dfs oev -p 文件类型 -i 日志文件 -o 转换后文件输出路径
正常通过cat看镜像文件看不了，全是乱码，需要通过-p把镜像文件转换成其他格式，输出在其他路径下。
案例
[ranan@hadoop102 current]$ hdfs oev -p XML -i edits_inprogress_0000000000000000400 -o /opt/software/edits.xml
将edits.xml下载到桌面
[ranan@hadoop102 software]$ sz edits.xml
edits.xml文件内容理解
文件组成
一个edits文件记录了一次写文件的过程，该过程被分解成多个部分进行记录；（每条记录在hdfs中有一个编号）
<RECORD> ---一个部分
<OPCODE> ... </OPCODE>
<DATA> ... </DATA>
</RECORD>
<RECORD> ---一个部分
<OPCODE> ... </OPCODE>
<DATA> ... </DATA>
</RECORD>
文件内容理解，写入a.xml
1.文件首<OPCODE>OP_START_LOG_SEGMENT</OPCODE>
<RECORD>
<OPCODE>OP_START_LOG_SEGMENT</OPCODE> --- 表示对一次写操作记录的开始
<DATA>
<TXID>138</TXID> ---------- HDFS的第138号记录
</DATA>
</RECORD>
2.写入临时文件夹 <OPCODE>OP_ADD</OPCODE>
写入 'a.xml' 文件的过程中，会先将文件写到临时文件a.xml._COPYING_中，最后再将该文件重命名后存放到DN；
<RECORD>
<OPCODE>OP_ADD</OPCODE> ------------- 写文件操作
<DATA>
<TXID>139</TXID> ---------------- HDFS的第139号记录
<LENGTH>0</LENGTH>
<INODEID>16416</INODEID>
<PATH>/a.xml._COPYING_</PATH> --- 写'a.xml'文件的过程中生成临时文件'a.xml._COPYING'
<REPLICATION>3</REPLICATION> --- 副本数
<MTIME>1603341874966</MTIME> --- 创建时间
<ATIME>1603341874966</ATIME> --- 修改时间
<BLOCKSIZE>134217728</BLOCKSIZE> --- 文件块的大小：128M
<CLIENT_NAME>DFSClient_NONMAPREDUCE_-1327338057_1</CLIENT_NAME> ---- 来源哪个客户端
<CLIENT_MACHINE>192.168.10.102</CLIENT_MACHINE> --------------- 通过哪个机器上传的
<OVERWRITE>true</OVERWRITE> --------------- 是否允许被覆盖
<PERMISSION_STATUS> ---------- 权限信息
<USERNAME>ranan</USERNAME> ---------- 所属主
<GROUPNAME>supergroup</GROUPNAME> ---------- 所属组
<MODE>420</MODE> ---------- 权限大小（777最大）
</PERMISSION_STATUS>
<RPC_CLIENTID>3299ce83-ba14-4468-8cf8-b5edb5dea153</RPC_CLIENTID> ---- 集群ID
<RPC_CALLID>3</RPC_CALLID>
</DATA>
</RECORD>
3.分配块id<OPCODE>OP_ALLOCATE_BLOCK_ID</OPCODE>
<RECORD>
<OPCODE>OP_ALLOCATE_BLOCK_ID</OPCODE> ---- 表示该步为记录 “定义块ID”
<DATA>
<TXID>140</TXID> ---- HDFS的第140号记录
<BLOCK_ID>1073741835</BLOCK_ID> ----- 块ID
</DATA>
</RECORD>
4.为块生成一个时间戳<OPCODE>OP_SET_GENSTAMP_V2</OPCODE>
<RECORD>
<OPCODE>OP_SET_GENSTAMP_V2</OPCODE>
<DATA>
<TXID>141</TXID>
<GENSTAMPV2>1012</GENSTAMPV2>
</DATA>
</RECORD>
5.添加块<OPCODE>OP_ADD_BLOCK</OPCODE>
<RECORD>
<OPCODE>OP_ADD_BLOCK</OPCODE>
<DATA>
<TXID>142</TXID>
<PATH>/a.xml._COPYING_</PATH>
<BLOCK>
<BLOCK_ID>1073741835</BLOCK_ID>
<NUM_BYTES>0</NUM_BYTES>
<GENSTAMP>1012</GENSTAMP>
</BLOCK>
<RPC_CLIENTID></RPC_CLIENTID>
<RPC_CALLID>-2</RPC_CALLID>
</DATA>
</RECORD>
6.封闭文件<OPCODE>OP_CLOSE</OPCODE>
<RECORD>
<OPCODE>OP_CLOSE</OPCODE>
<DATA>
<TXID>143</TXID>
<LENGTH>0</LENGTH>
<INODEID>0</INODEID>
<PATH>/a.xml._COPYING_</PATH>
<REPLICATION>3</REPLICATION>
<MTIME>1603341875516</MTIME>
<ATIME>1603341874966</ATIME>
<BLOCKSIZE>134217728</BLOCKSIZE>
<CLIENT_NAME></CLIENT_NAME>
<CLIENT_MACHINE></CLIENT_MACHINE>
<OVERWRITE>false</OVERWRITE>
<BLOCK>
<BLOCK_ID>1073741835</BLOCK_ID>
<NUM_BYTES>313</NUM_BYTES>
<GENSTAMP>1012</GENSTAMP>
</BLOCK>
<PERMISSION_STATUS>
<USERNAME>ranan</USERNAME>
<GROUPNAME>supergroup</GROUPNAME>
<MODE>420</MODE>
</PERMISSION_STATUS>
</DATA>
</RECORD>
7.重命名临时文件 'a.xml.COPYING' 为 'a.xml' <OPCODE>OP_RENAME_OLD</OPCODE>
<RECORD>
<OPCODE>OP_RENAME_OLD</OPCODE>
<DATA>
<TXID>144</TXID>
<LENGTH>0</LENGTH>
<SRC>/a.xml._COPYING_</SRC>
<DST>/a.xml</DST>
<TIMESTAMP>1603341875552</TIMESTAMP>
<RPC_CLIENTID>3299ce83-ba14-4468-8cf8-b5edb5dea153</RPC_CLIENTID>
<RPC_CALLID>8</RPC_CALLID>
</DATA>
</RECORD>
问题：NameNode如何确定下次开机启动的时候合并哪些Edits
注意时间，看到每间隔1h进行一次合并
集群开关机要合并一次
CheckPoint时间设置
hdfs-default.xml
1.通常情况下，SecondaryNameNode每隔一小时执行一次CheckPoint
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
<value>3600s</value>
</property>
2.一分钟检查一次操作次数，当操作次数达到 1 百万时，SecondaryNameNode执行一次CheckPoint
<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>60s</value>
<description> 1 分钟检查一次操作次数</description>
</property>
