HA工作机制及namenode向QJM写数据流程

Posted 2020-11-22 zhqin

HA工作机制

（配置HA高可用传送门：https://www.cnblogs.com/zhqin/p/11904317.html）

HA：高可用（7*24小时不中断服务）
主要的HA是针对集群的master节点的，即namenode和resourcemanager，毕竟DataNode挂掉之后影响 不是特别大，重启就好了。

HDFS的HA

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。


两个namenode，暂且将其标记为active和standby，active为当前工作的机器，standby为替补，直接让二者之间直接通过网络通讯同步数据不太稳定，因为网络一旦断了，另一边节点就数据不完整。因此找到一个可靠的第三方，两个namenode都可以访问，因此效率高。

这样Active一直往这个第三方写数据，standby从这个第三方读数据就可以了。
我们想要实现的就是，如果active挂掉了，自动通知standby来顶替ative去运行。那么这个时候又需要一个可靠的第三方来负责通知，即ZooKeeper。

首先active在ZooKeeper中注册一个临时节点，另一个名称节点（standby）在ZooKeeper中看到ZooKeeper中有active的这个临时节点后，知道自己不能再是active节点了，所以现在他自己的角色就是standby，但是它会在ZooKeeper中注册监听，它会时刻监听着active这个节点，一旦active节点挂掉，ZooKeeper中注册的active就会消失，由于standby注册了监听，所以ZooKeeper会在第一时间通知standby节点，“告知”其active节点挂掉了。然后standby节点就“上位”成为active主namenode节点。

其中active其实并不是直接和ZooKeeper沟通，而是通过一个新进程——ZooKeeper客户端：ZooKeeper Failover controller（Zkfc）来进行沟通。Zkfc负责把主节点namenode的数据（状态信息）写入到ZooKeeper中。

那直接让namenode和ZooKeeper直接通信就好，为什么要加个Zkfc来负责namenode与ZooKeeper的通信呢？

因为HA高可用是在hadoop2.x之后出现的，这个时候Hadoop代码经过多年的迭代，有着较高的健壮性，而如果让namenode直接和ZooKeeper通信，需要去修改hadoop的代码，这样会降低hadoop代码的健壮性，所以为了不破坏hadoop代码的健壮性，在hadoop2.x的时代，就单独写了个进程:ZooKeeper Failover controller（Zkfc）,但是这个进程本质上就是把原来打算让namenode自己完成的事情单独写成了一个进程，所以Zkfc这个进程是和namenode绑定的，换句话说就是，有namenode的地方就有Zkfc。Zkfc维持着active这个namenode和ZooKeeper之间的会话。另一边standby同理，也是通过另一个Zkfc来维持着standby和ZooKeeper之间的通信。

具体工作过程为：

如果Zkfc检测到active挂掉，Zkfc会把ZooKeeper中的临时节点释放掉，另外一边standby的Zkfc进程从ZooKeeper服务端接收到active挂掉的通知后，首先强行杀死之前的active节点（ssh kill -9 namenode节点号或者调用用户自定义的脚本），以防脑裂，然后将standby节点变为active节点。
说完ZooKeeper的通知机制之后，那么，active和standby读写数据的第三方是什么呢？

Quorum Journal Manager

大多数日志管理
其管理的就是hadoop的元数据，即edits.log

QJM也是一个集群，该集群也是单数台机器，写数据的时候也进行投票，其管理的是edits.log这个元数据。

和ZooKeeper集群类似，QJM集群中只要有一半以上的机器就不会挂。

namenode向QJM写数据的流程：

来一条写请求，然后写到edits里面，然后active会把edits写到
QJM集群里面，QJM这边同意写入，active才会将edits写入，（这里注意：QJM为了提高效率，只要超过半数的机器同意即可写入，这样以来QJM集群中不必所有机器都要求同步。）如果没有HA的时候，hadoop集群中2nn帮助namenode整合Fsimage，如果有了HA之后，就不需要2nn了，standby节点在监听active节点的同时，standby实时将active写入QJM集群中的edits读出到自己的内存中，这样保证了active一旦挂掉，standby这个节点可以随时顶上去接替active继续工作，然后standby定期把内存中的edits合成Fsimage，然后发送给active，所以说standby这个节点比2nn功能更强大，可以代替2nn。