HDFS在Linux下如何实现高可用性

HDFS在Linux下实现高可用性的核心步骤

1. 集群规划与环境准备

• 节点规划：至少部署3个NameNode节点（用于Active/Standby切换）、3个JournalNode节点（存储编辑日志，需奇数个保证仲裁）、多个DataNode节点（存储实际数据）；同时部署ZooKeeper集群（至少3节点，用于监控NameNode状态和管理故障转移）。
• 环境要求：所有节点安装相同版本的Hadoop；配置节点间SSH免密登录（方便故障转移时的操作）；关闭防火墙或放行必要端口（如NameNode的8020/RPC端口、50070/HTTP端口，JournalNode的8485端口，ZooKeeper的2181端口）。

2. 配置核心Hadoop参数

2.1 修改core-site.xml

设置HDFS的默认文件系统地址和ZooKeeper集群地址（用于自动故障转移）：

<
    configuration>
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    fs.defaultFS<
    /name>
    
        <
    value>
    hdfs://mycluster<
    /value>
     <
    !-- 集群逻辑名称 -->
    
    <
    /property>
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    ha.zookeeper.quorum<
    /name>
    
        <
    value>
    zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181<
    /value>
     <
    !-- ZooKeeper集群地址 -->
    
    <
    /property>
    
<
    /configuration>
    

2.2 修改hdfs-site.xml

配置NameNode高可用相关的关键参数：

<
    configuration>
    
    <
    !-- 集群逻辑名称 -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.nameservices<
    /name>
    
        <
    value>
    mycluster<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- 定义NameNode节点ID（如nn1、nn2） -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.ha.namenodes.mycluster<
    /name>
    
        <
    value>
    nn1,nn2<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- 每个NameNode的RPC地址 -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn1<
    /name>
    
        <
    value>
    nn1-host:8020<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.namenode.rpc-address.mycluster.nn2<
    /name>
    
        <
    value>
    nn2-host:8020<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- 每个NameNode的HTTP地址（用于Web UI） -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.namenode.http-address.mycluster.nn1<
    /name>
    
        <
    value>
    nn1-host:50070<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.namenode.http-address.mycluster.nn2<
    /name>
    
        <
    value>
    nn2-host:50070<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- 共享编辑日志目录（JournalNode存储地址） -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.namenode.shared.edits.dir<
    /name>
    
        <
    value>
    qjournal://jn1-host:8485;
    jn2-host:8485;
    jn3-host:8485/mycluster<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- 客户端故障转移代理（自动选择Active NameNode） -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.client.failover.proxy.provider.mycluster<
    /name>
    
        <
    value>
    org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.ConfiguredFailoverProxyProvider<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- 故障转移隔离机制（SSH强制终止Standby进程） -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.ha.fencing.methods<
    /name>
    
        <
    value>
    sshfence<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- SSH私钥路径（用于故障转移时的远程操作） -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.ha.fencing.ssh.private-key-files<
    /name>
    
        <
    value>
    /home/hadoop/.ssh/id_rsa<
    /value>
    
    <
    /property>
    
    <
    !-- JournalNode数据存储目录 -->
    
    <
    property>
    
        <
    name>
    dfs.journalnode.edits.dir<
    /name>
    
        <
    value>
    /path/to/journalnode/data<
    /value>
    
    <
    /property>
    
<
    /configuration>
    

3. 启动JournalNode服务

JournalNode负责存储NameNode的编辑日志（EditLog），确保Active和Standby NameNode的元数据一致。在所有JournalNode节点上执行：

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

4. 格式化并启动NameNode

• 格式化主NameNode：在其中一个NameNode节点（如nn1）上执行格式化（仅第一次启动时需要）：

  $HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode -format
  

• 启动主NameNode：

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

• 同步元数据到Standby NameNode：在Standby NameNode节点（如nn2）上执行，将主NameNode的元数据复制到本地：

  $HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode -bootstrapStandby
  

• 启动Standby NameNode：

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

5. 启动ZooKeeper Failover Controller (ZKFC)

ZKFC用于监控NameNode的状态，并在Active NameNode故障时自动触发故障转移。在每个NameNode节点上启动ZKFC：

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

6. 启动DataNode服务

在所有DataNode节点上启动DataNode服务，向Active和Standby NameNode报告数据块信息：

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

7. 验证高可用性

• 检查集群状态：使用以下命令查看NameNode和DataNode的运行情况：

  hdfs dfsadmin -report
  

  输出应显示Active和Standby NameNode均处于“live”状态。
• 模拟故障切换：手动停止Active NameNode（如nn1）的NameNode服务：

  $HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh --config $HADOOP_HOME/etc/hadoop nn1
  

  等待10-30秒后，再次执行hdfs dfsadmin -report，应看到Standby NameNode（如nn2）已切换为Active状态。此时访问HDFS（如hdfs dfs -ls /）仍能正常工作，验证了自动故障转移的有效性。

通过以上步骤，HDFS在Linux环境下实现了高可用性，能够有效应对NameNode单点故障，保障数据服务的连续性。

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