HDFSNameNode 和 SecondaryNameNode 详解

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了HDFSNameNode 和 SecondaryNameNode 详解相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1. NN 和 2NN 工作机制

思考NameNode 中的元数据是存储在哪里的?

首先,我们做个假设,如果存储在 NameNode 节点的磁盘中,因为经常需要进行随机访问,还有响应客户请求,必然是效率过低。

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 FsImageEdits 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。

所以,引入一个新的节点SecondaryNamenode,专门用于 FsImageEdits 的合并。


1)第一阶段:NameNode 启动

(1)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。

(2)客户端对元数据进行增删改的请求。

(3)NameNode 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。

2)第二阶段:Secondary NameNode 工作

(1)Secondary NameNode 询问 NameNode 是否需要 CheckPoint。直接带回 NameNode是否检查结果。

(2)Secondary NameNode 请求执行 CheckPoint。

(3)NameNode 滚动正在写的 Edits 日志。

(4)将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到 Secondary NameNode

(5)Secondary NameNode 加载编辑日志和镜像文件到内存,并合并。

(6)生成新的镜像文件 fsimage.chkpoint

(7)拷贝 fsimage.chkpointNameNode

(8)NameNode 将 fsimage.chkpoint 重新命名成 fsimage。

2. Fsimage 和 Edits 解析

Fsimage和Edits概念

1)oiv 查看 Fsimage 文件

(1)查看 oiv 和 oev 命令

[zs@hadoop102 current]$ hdfs
oiv apply the offline fsimage viewer to an fsimage
oev apply the offline edits viewer to an edits file

(2)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

(3)案例实操

[zs@hadoop102 current]$ pwd
/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/name/current
[zs@hadoop102 current]$ hdfs oiv -p XML -i 
fsimage_0000000000000000025 -o /opt/module/hadoop-3.1.3/fsimage.xml
[zs@hadoop102 current]$ cat /opt/module/hadoop-3.1.3/fsimage.xml

将显示的 xml 文件内容拷贝到 Idea 中创建的 xml 文件中,并格式化。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 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。

2)oev 查看 Edits 文件

(1)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

(2)案例实操

[zs@hadoop102 current]$ hdfs oev -p XML -i
edits_0000000000000000012-0000000000000000013 -o /opt/module/hadoop-
3.1.3/edits.xml

[zs@hadoop102 current]$ cat /opt/module/hadoop-3.1.3/edits.xml

将显示的 xml 文件内容拷贝到 Idea 中创建的 xml 文件中,并格式化。

显示结果如下:

<?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>192.168.10.102</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?

3. 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>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。

<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>

加油!

感谢!

努力!

以上是关于HDFSNameNode 和 SecondaryNameNode 详解的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

初识HDFS(10分钟了解HDFSNameNode和DataNode)

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