java大数据最全课程学习笔记(4)
目前CSDN,云海天,简书同步发表中,更多精彩欢迎访问我的gitee pages
目录
- HDFS NN,2NN,DN及HDFS2.x新特性
- NameNode和SecondaryNameNode(重点)
- NN和2NN工作机制
- NN和2NN工作机制详解
- Fsimage和Edits解析
- CheckPoint时间设置
- NameNode故障处理
- 集群安全模式
- NameNode多目录配置
- NN和2NN工作机制
- DataNode(重点)
- DataNode工作机制
- 数据完整性
- 掉线时限参数设置
- 服役新数据节点
- 退役旧数据节点
- 添加白名单
- 黑名单退役
- Datanode多目录配置
- HDFS 2.X新特性
- 集群间数据拷贝
- Hadoop存档
- NameNode和SecondaryNameNode(重点)
HDFS NN,2NN,DN及HDFS2.x新特性
NameNode和SecondaryNameNode(重点)
NN和2NN工作机制
- 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,直接加载编辑日志和镜像文件到内存。
- 客户端对元数据进行增删改的请求。
- NameNode记录操作日志,更新滚动日志。
- NameNode在内存中对数据进行增删改。
- 第二阶段:Secondary NameNode工作
- Secondary NameNode询问NameNode是否需要CheckPoint。直接带回NameNode是否检查结果。
- Secondary NameNode请求执行CheckPoint。
- NameNode滚动正在写的Edits日志。
- 将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Secondary NameNode。
- Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存,并合并。
- 生成新的镜像文件fsimage.chkpoint。
- 拷贝fsimage.chkpoint到NameNode。
- NameNode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage。
NN和2NN工作机制详解
Fsimage:NameNode内存中元数据序列化后形成的文件。
Edits:记录客户端更新元数据信息的每一步操作(可通过Edits运算出元数据)。
NameNode启动时,先滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress,然后加载Edits和Fsimage到内存中,此时NameNode内存就持有最新的元数据信息。Client开始对NameNode发送元数据的增删改的请求,这些请求的操作首先会被记录到edits.inprogress中(查询元数据的操作不会被记录在Edits中,因为查询操作不会更改元数据信息),如果此时NameNode挂掉,重启后会从Edits中读取元数据的信息。然后,NameNode会在内存中执行元数据的增删改的操作。
由于Edits中记录的操作会越来越多,Edits文件会越来越大,导致NameNode在启动加载Edits时会很慢,所以需要对Edits和Fsimage进行合并(所谓合并,就是将Edits和Fsimage加载到内存中,照着Edits中的操作一步步执行,最终形成新的Fsimage)。SecondaryNameNode的作用就是帮助NameNode进行Edits和Fsimage的合并工作。
SecondaryNameNode首先会询问NameNode是否需要CheckPoint(触发CheckPoint需要满足两个条件中的任意一个,定时时间到和Edits中数据写满了)。直接带回NameNode是否检查结果。SecondaryNameNode执行CheckPoint操作,首先会让NameNode滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress,滚动Edits的目的是给Edits打个标记,以后所有新的操作都写入edits.inprogress,其他未合并的Edits和Fsimage会拷贝到SecondaryNameNode的本地,然后将拷贝的Edits和Fsimage加载到内存中进行合并,生成fsimage.chkpoint,然后将fsimage.chkpoint拷贝给NameNode,重命名为Fsimage后替换掉原来的Fsimage。NameNode在启动时就只需要加载之前未合并的Edits和Fsimage即可,因为合并过的Edits中的元数据信息已经被记录在Fsimage中。
Fsimage和Edits解析
- 概念
oiv查看Fsimage文件
查看oiv和oev命令
[atguigu@hadoop101 current]$ hdfs
oiv apply the offline fsimage viewer to an fsimage
oev apply the offline edits viewer to an edits file
基本语法
hdfs oiv -p 文件类型 -i镜像文件 -o 转换后文件输出路径
案例实操
[atguigu@hadoop101 current]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/current
[atguigu@hadoop101 current]$ hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000000025 -o /opt/module/hadoop-2.7.2/fsimage.xml
[atguigu@hadoop101 current]$ cat /opt/module/hadoop-2.7.2/fsimage.xml
查看xml文件,部分显示结果如下
<inode>
<id>16386</id>
<type>DIRECTORY</type>
<name>user</name>
<mtime>1512722284477</mtime>
<permission>atguigu:supergroup:rwxr-xr-x</permission>
<nsquota>-1</nsquota>
<dsquota>-1</dsquota>
</inode>
<inode>
<id>16387</id>
<type>DIRECTORY</type>
<name>atguigu</name>
<mtime>1512790549080</mtime>
<permission>atguigu:supergroup:rwxr-xr-x</permission>
<nsquota>-1</nsquota>
<dsquota>-1</dsquota>
</inode>
<inode>
<id>16389</id>
<type>FILE</type>
<name>wc.input</name>
<replication>3</replication>
<mtime>1512722322219</mtime>
<atime>1512722321610</atime>
<perferredBlockSize>134217728</perferredBlockSize>
<permission>atguigu:supergroup:rw-r--r--</permission>
<blocks>
<block>
<id>1073741825</id>
<genstamp>1001</genstamp>
<numBytes>59</numBytes>
</block>
</blocks>
</inode >
思考:可以看出,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
hdfs oev -p 文件类型 -i编辑日志 -o 转换后文件输出路径
案例实操
[atguigu@hadoop101 current]$ hdfs oev -p XML -i edits_0000000000000000012-0000000000000000013 -o /opt/module/hadoop-2.7.2/edits.xml
[atguigu@hadoop101 current]$ cat /opt/module/hadoop-2.7.2/edits.xml
查看xml文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<EDITS>
<EDITS_VERSION>-63</EDITS_VERSION>
<RECORD>
<OPCODE>OP_START_LOG_SEGMENT</OPCODE>
<DATA>
<TXID>129</TXID>
</DATA>
</RECORD>
<RECORD>
<OPCODE>OP_ADD</OPCODE>
<DATA>
<TXID>130</TXID>
<LENGTH>0</LENGTH>
<INODEID>16407</INODEID>
<PATH>/hello7.txt</PATH>
<REPLICATION>2</REPLICATION>
<MTIME>1512943607866</MTIME>
<ATIME>1512943607866</ATIME>
<BLOCKSIZE>134217728</BLOCKSIZE>
<CLIENT_NAME>DFSClient_NONMAPREDUCE_-1544295051_1</CLIENT_NAME>
<CLIENT_MACHINE>192.168.1.5</CLIENT_MACHINE>
<OVERWRITE>true</OVERWRITE>
<PERMISSION_STATUS>
<USERNAME>atguigu</USERNAME>
<GROUPNAME>supergroup</GROUPNAME>
<MODE>420</MODE>
</PERMISSION_STATUS>
<RPC_CLIENTID>908eafd4-9aec-4288-96f1-e8011d181561</RPC_CLIENTID>
<RPC_CALLID>0</RPC_CALLID>
</DATA>
</RECORD>
<RECORD>
<OPCODE>OP_ALLOCATE_BLOCK_ID</OPCODE>
<DATA>
<TXID>131</TXID>
<BLOCK_ID>1073741839</BLOCK_ID>
</DATA>
</RECORD>
<RECORD>
<OPCODE>OP_SET_GENSTAMP_V2</OPCODE>
<DATA>
<TXID>132</TXID>
<GENSTAMPV2>1016</GENSTAMPV2>
</DATA>
</RECORD>
<RECORD>
<OPCODE>OP_ADD_BLOCK</OPCODE>
<DATA>
<TXID>133</TXID>
<PATH>/hello7.txt</PATH>
<BLOCK>
<BLOCK_ID>1073741839</BLOCK_ID>
<NUM_BYTES>0</NUM_BYTES>
<GENSTAMP>1016</GENSTAMP>
</BLOCK>
<RPC_CLIENTID></RPC_CLIENTID>
<RPC_CALLID>-2</RPC_CALLID>
</DATA>
</RECORD>
<RECORD>
<OPCODE>OP_CLOSE</OPCODE>
<DATA>
<TXID>134</TXID>
<LENGTH>0</LENGTH>
<INODEID>0</INODEID>
<PATH>/hello7.txt</PATH>
<REPLICATION>2</REPLICATION>
<MTIME>1512943608761</MTIME>
<ATIME>1512943607866</ATIME>
<BLOCKSIZE>134217728</BLOCKSIZE>
<CLIENT_NAME></CLIENT_NAME>
<CLIENT_MACHINE></CLIENT_MACHINE>
<OVERWRITE>false</OVERWRITE>
<BLOCK>
<BLOCK_ID>1073741839</BLOCK_ID>
<NUM_BYTES>25</NUM_BYTES>
<GENSTAMP>1016</GENSTAMP>
</BLOCK>
<PERMISSION_STATUS>
<USERNAME>atguigu</USERNAME>
<GROUPNAME>supergroup</GROUPNAME>
<MODE>420</MODE>
</PERMISSION_STATUS>
</DATA>
</RECORD>
</EDITS >
思考:NameNode如何确定下次开机启动的时候合并哪些Edits?
CheckPoint时间设置
默认设置为SecondaryNameNode每隔一小时执行一次.
[hdfs-default.xml]
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
<value>3600</value>
</property>
或者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。
<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>
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(/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name)
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
拷贝SecondaryNameNode中数据到原NameNode存储数据目录
[atguigu@hadoop101 dfs]$ scp -r atguigu@hadoop103:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary/* ./name/
重新启动NameNode
方法二:使用-importCheckpoint选项启动NameNode守护进程,从而将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode目录中。
修改hdfs-site.xml中的
<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(/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name)
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
如果SecondaryNameNode不和NameNode在一个主机节点上,需要将SecondaryNameNode存储数据的目录拷贝到NameNode存储数据的平级目录,并删除in_use.lock文件
[atguigu@hadoop101 dfs]$ scp -r atguigu@hadoop103:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary ./
[atguigu@hadoop101 namesecondary]$ rm -rf in_use.lock
[atguigu@hadoop101 dfs]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs
[atguigu@hadoop101 dfs]$ ls
data name namesecondary
导入检查点数据(等待一会ctrl+c结束掉)
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode -importCheckpoint
启动NameNode
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
集群安全模式
- 概述
- 当NN中所保存的所有块的最小副本数(默认为1) / 块的总数 > 99.9%时,NN会在30秒之后自动离开安全模式!
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)
案例
模拟等待安全模式
查看当前模式
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ hdfs dfsadmin -safemode get Safe mode is OFF
先进入安全模式
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfsadmin -safemode enter
创建并执行下面的脚本
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ touch safemode.sh
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ vim safemode.sh
#!/bin/bash
hdfs dfsadmin -safemode wait
hdfs dfs -put /opt/module/hadoop-2.7.2/README.txt /
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ chmod 777 safemode.sh
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ ./safemode.sh
再打开一个窗口,执行
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs dfsadmin -safemode leave
观察
再观察上一个窗口
Safe mode is OFF
HDFS集群上已经有上传的数据了
即等待模式输入的命令(写操作)会在安全模式关闭后执行.
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
具体配置如下
在hdfs-site.xml文件中增加如下内容
<property>
<name>dfs.namenode.name.dir</name>
<value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name2</value>
</property>
停止集群,删除data和logs中所有数据。
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ xcall rm -rf data/ logs/
格式化集群并启动。
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hdfs namenode –format
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/start-dfs.sh
查看结果
[atguigu@hadoop102 dfs]$ ll
总用量 12
drwx------. 3 atguigu atguigu 4096 12月 11 08:03 data
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12月 11 08:03 name1
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12月 11 08:03 name2
DataNode(重点)
DataNode工作机制
- 一个数据块在DataNode上以文件形式存储在磁盘上,包括两个文件,一个是数据本身,一个是元数据包括数据块的长度,块数据的校验和,以及时间戳。
- DataNode启动后向NameNode注册,通过后,周期性(1小时)的向NameNode上报所有的块信息。
- 心跳是每3秒一次,心跳返回结果带有NameNode给该DataNode的命令如复制块数据到另一台机器,或删除某个数据块。如果超过10分钟没有收到某个DataNode的心跳,则认为该节点不可用。
- 集群运行中可以安全加入和退出一些机器。
数据完整性
当DataNode读取Block的时候,它会计算CheckSum。
如果计算后的CheckSum,与Block创建时值不一样,说明Block已经损坏。
Client读取其他DataNode上的Block。
DataNode在其文件创建后周期验证CheckSum,如图所示。
掉线时限参数设置
需要注意的是hdfs-site.xml 配置文件中的heartbeat.recheck.interval的单位为毫秒,dfs.heartbeat.interval的单位为秒。
<property> <name>dfs.namenode.heartbeat.recheck-interval</name>
<value>300000</value>
</property>
<property>
<name> dfs.heartbeat.interval </name>
<value>3</value>
</property>
服役新数据节点
随着公司业务的增长,数据量越来越大,原有的数据节点的容量已经不能满足存储数据的需求,需要在原有集群基础上动态添加新的数据节点。
环境准备
在hadoop103主机上再克隆一台hadoop104主机
修改IP地址和主机名称
删除原来HDFS文件系统留存的文件(/opt/module/hadoop-2.7.2/data 和log)
source 一下配置文件
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ source /etc/profile
服役新节点具体步骤
直接启动DataNode,即可关联到集群
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh start datanode
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh start nodemanager
在hadoop104上上传文件
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ hadoop fs -put /opt/module/hadoop-2.7.2/LICENSE.txt /
如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
[atguigu@hadoop101 sbin]$ ./start-balancer.sh
starting balancer, logging to /opt/module/hadoop-2.7.2/logs/hadoop-atguigu-balancer-hadoop101.out
Time Stamp Iteration# Bytes Already Moved Bytes Left To Move Bytes Being Moved
退役旧数据节点
添加白名单
添加到白名单的主机,都允许访问NameNode,不在白名单的主机,都会被退出。
配置白名单的具体步骤如下:
在NameNode的/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts文件(文件名称随意,路径随意)
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ touch dfs.hosts
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ vi dfs.hosts
添加如下主机名称(不添加hadoop104)
hadoop101
hadoop102
hadoop103
在NameNode的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts属性
<property>
<name>dfs.hosts</name>
<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts</value>
</property>
配置文件分发
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ xsync hdfs-site.xml
刷新NameNode
atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ hdfs dfsadmin -refreshNodes
更新ResourceManager节点
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ yarn rmadmin -refreshNodes
如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
[atguigu@hadoop101 sbin]$ ./start-balancer.sh
starting balancer, logging to /opt/module/hadoop-2.7.2/logs/hadoop-atguigu-balancer-hadoop101.out
Time Stamp Iteration# Bytes Already Moved Bytes Left To Move Bytes Being Moved
黑名单退役
在黑名单上面的主机都会被强制退出。
在NameNode的/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts.exclude文件(名称路径随意)
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ pwd
/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ touch dfs.hosts.exclude
[atguigu@hadoop101 hadoop]$ vi dfs.hosts.exclude
添加如下主机名称(要退役的节点)
hadoop104
在NameNode的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts.exclude属性
<property>
<name>dfs.hosts.exclude</name>
<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts.exclude</value>
</property>
刷新NameNode、刷新ResourceManager
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hdfs dfsadmin -refreshNodes
Refresh nodes successful
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ yarn rmadmin -refreshNodes
17/06/24 14:55:56 INFO client.RMProxy: Connecting to ResourceManager at hadoop102/192.168.1.102:8033
检查Web浏览器,退役节点的状态为decommission in progress(退役中),说明数据节点正在复制块到其他节点
等待退役节点状态为decommissioned(所有块已经复制完成),停止该节点及节点资源管理器。注意:如果副本数是3,服役的节点小于等于3,是不能退役成功的,需要修改副本数后才能退役
stopping datanode
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ sbin/hadoop-daemon.sh stop datanode
stopping nodemanager
[atguigu@hadoop104 hadoop-2.7.2]$ sbin/yarn-daemon.sh stop nodemanager
如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ sbin/start-balancer.sh
starting balancer, logging to /opt/module/hadoop-2.7.2/logs/hadoop-atguigu-balancer-hadoop101.out
Time Stamp Iteration# Bytes Already Moved Bytes Left To Move Bytes Being Moved
注意:不允许白名单和黑名单中同时出现同一个主机名称。
Datanode多目录配置
DataNode也可以配置成多个目录,每个目录存储的数据不一样。即:数据不是副本
具体配置如下
hdfs-site.xml
<property>
<name>dfs.datanode.data.dir</name>
<value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data1,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/data2</value>
</property>
HDFS 2.X新特性
集群间数据拷贝
scp实现两个远程主机之间的文件复制
scp -r hello.txt root@hadoop102:/user/atguigu/hello.txt
// 推 pushscp -r root@hadoop102:/user/atguigu/hello.txt hello.txt
// 拉 pullscp -r root@hadoop102:/user/atguigu/hello.txt root@hadoop103:/user/atguigu
//是通过本地主机中转实现两个远程主机的文件复制;如果在两个远程主机之间ssh没有配置的情况下可以使用该方式。采用distcp命令实现两个Hadoop集群之间的递归数据复制
[atguigu@hadoop101 hadoop-2.7.2]$ bin/hadoop distcp
hdfs://haoop101:9000/user/atguigu/hello.txt hdfs://hadoop102:9000/user/atguigu/hello.txt
Hadoop存档
案例实操
需要启动YARN进程
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ start-yarn.sh
归档文件
把/user/atguigu/input目录里面的所有文件归档成一个叫input.har的归档文件,并把归档后文件存储到/user/atguigu/output路径下。
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ bin/hadoop archive -archiveName input.har –p /user/atguigu/input /user/atguigu/output
查看归档
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hadoop fs -lsr /user/atguigu/output/input.har
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hadoop fs -lsr har:///user/atguigu/output/input.har
解归档文件
[atguigu@hadoop102 hadoop-2.7.2]$ hadoop fs -cp har:/// user/atguigu/output/input.har/* /user/atguigu
以上是 java大数据最全课程学习笔记(4) 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/534645.html