1 HA概述

1）所谓HA（High Available），即高可用（7*24小时不中断服务）。
2）实现高可用最关键的策略是消除单点故障。HA严格来说应该分成各个组件的HA机制：HDFS的HA和YARN的HA。
3）Hadoop2.0之前，在HDFS集群中NameNode存在单点故障（SPOF）。
4）NameNode主要在以下两个方面影响HDFS集群
NameNode机器发生意外，如宕机，集群将无法使用，直到管理员重启
NameNode机器需要升级，包括软件、硬件升级，此时集群也将无法使用
HDFS HA功能通过配置Active/Standby两个NameNodes实现在集群中对NameNode的热备来解决上述问题。如果出现故障，如机器崩溃或机器需要升级维护，这时可通过此种方式将NameNode很快的切换到另外一台机器。

2 HDFS-HA工作机制

通过双 NameNode 消除单点故障

2.1 HDFS-HA工作要点

  1. 元数据的管理方式需要改变

内存中各自保存一份元数据；
Edits 日志只有Active状态的NameNode可以做写入操作；
两个NameNode都可以读Edits；
共享的Edits放在一个共享存储中管理（qjournal和NFS两个主流实现）；

  1. 需要一个状态管理模块：

实现一个zkfailover,常驻在每一个NameNode所在的节点，每一个zkfailover负责监控自己所在的NameNode节点，利用zk进行状态标识，当需要进行状态切换时，由zkfailover来负责切换，切换时需要防止brain split现象的发生。

  1. 必须保证两个NamNode能够进行ssh免密登录
  2. 隔离（fence）,即同一时刻仅仅有一个NameNode对外提供服务

2.2 HDFS-HA 自动故障转移工作机制

前面学习了使用命令hdfs haadmin -failover手动进行故障转移，在该模式下，即使现役NameNode已经失效，系统也不会自动从现役NameNode转移到待机NameNode，下面学习如何配置部署HA自动进行故障转移。自动故障转移为HDFS部署增加了两个新组件：ZooKeeper和ZKFailoverController（ZKFC）进程，如图3-20所示。ZooKeeper是维护少量协调数据，通知客户端这些数据的改变和监视客户端故障的高可用服务。HA的自动故障转移依赖于ZooKeeper的以下功能：
1 故障检测：集群中的每个NameNode在ZooKeeper中维持了一个持久对话，如果机器崩溃，ZooKeeper中的会话将终止，ZooKeeper通知另一个NameNode需要触发故障转移。
2 现役NameNode选择：ZooKeeper提供了一个简单的机制用于唯一的选择一个节点为active状态。如果目前现役NameNode崩溃，另一个节点可能从ZooKeeper获得特殊的排外锁以表明它应该成为现役NameNode。
ZKFC是自动故障转移中的另一个新组件，是ZooKeeper的客户端，也监视和管理NameNode的状态。每个运行NameNode的主机也运行了一个ZKFC进程，ZKFC负责：
1）健康监测：ZKFC使用一个健康检查命令定期地ping与之在相同主机的NameNode，只要该NameNode及时地回复健康状态，ZKFC认为该节点是健康的。如果该节点崩溃，冻结或进入不健康状态，健康监测器标识该节点为非健康的。
2）ZooKeeper会话管理：当本地NameNode是健康的，ZKFC保持一个在ZooKeeper中打开的会话。如果本地NameNode处于active状态，ZKFC也保持一个特殊的znode锁，该锁使用了ZooKeeper对短暂节点的支持，如果会话终止，锁节点将自动删除。
3）基于ZooKeeper的选择：如果本地NameNode是健康的，且ZKFC发现没有其它的节点当前持有znode锁，它将为自己获取该锁。如果成功，则它已经赢得了选择，并负责运行故障转移进程以使它的本地NameNode为Active。故障转移进程与前面描述的手动故障转移相似，首先如果必要保护之前的现役NameNode，然后本地NameNode转换为Active状态。
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2.3 HDFS-HA 集群配置

2.3.1 环境准备

  1. 修改IP
    2. 修改主机名及主机名和IP地址的映射
    3. 关闭防火墙
    4. ssh免密登录
    5. 安装JDK，配置环境变量等

    2.3.2 集群规划

hadoop102 hadoop103 hadoop104
NameNode NameNode
JournalNode JournalNode JournalNode
DataNode DataNode DataNode
ZK ZK ZK
ResourceManager
NodeManager NodeManager NodeManager

2.3.3 配置Zookeeper集群

请参考：Zookeeper分布式安装

2.3.4 配置HDFS-HA 集群

  1. 官方地址：http://hadoop.apache.org/
  2. 在opt目录下创建一个ha文件夹
  3. 将/opt/app/下的 hadoop-2.7.2拷贝到/opt/ha目录下
  4. 配置hadoop-env.sh
  5. 配置core-site.xml
  6. 配置hdfs-site.xml
  7. 拷贝配置好的hadoop环境到其他节点