NameNode和SecondaryNameNode

Posted 2020-11-26 wnwn

1.NN和2NN工作机制

　　　　

 　　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在内存中对数据进行增删改查；

　　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) 将滚动的编辑日志文件和镜像文件拷贝到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.chekpoint;

　　　　(7) 拷贝fsimage.chkpoint到NameNode；

　　　　(8) NameNode将fsimage.chkpoint重命名成fsimage;

　　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查的请求，这些请求的操作首先会被记录的edit.inprogress中（查询元数据的操作不会被记录在edits中，因为查看操作不会更改元数据信息），如果此时NameNode挂掉，重启后从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查的操作；

　　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.inprogree，滚动edits的目的是给edits打个标记，以后所有新的操作都会写入edits.inprogree，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加载到内训中进行合并，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；

2.Fsimage和Edits解析

　　NameNode被格式化之后，将在/opt/module/hadoop/data/tmp/dfs/name/current目录中产生如下文件

　　　　

　　Fsimage文件：HDFS文件系统元数据的永久性的检查点，其中包含HDFS文件系统的所有目录和文件idnode的序列化信息；

　　Edits文件：存放HDFS文件系统的素有更新操作的路径，文件系统客户端执行的所有写操作首先会被记录到edits文件中；

　　seen_txis：文件保存的是一个数字，就是最后一个edits_的数字；

　　每次NameNode启动的时候都会将fsimage文件读入内存，加载edits里面的更新操作，保存内存中的元数据信息是最新的，同步的，可以看成NameNode启动的时候就将fsimage和edits文件进行了合并；

　　2.1 oiv查看Fsimage文件

　　　　2.1.1 查看oiv和oev命令

[root@master current]# hdfs

　　　　　　

　　　　2.1.2 基本语法

　　　　　　hafs oiv -p 文件类型 -i 镜像文件 -o 转换后文件输出路径

　　　　2.1.3 实例

[root@master current]# pwd
/opt/module/hadoop/data/temp/dfs/name/current
[root@master current]# hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000000580 -o /opt/module/hadoop/fsimage.xml　　

　　2.2 oev查看edits文件

　　　　2.2.1 基本语法

　　　　　　hdfs oev -p 文件类型 -i 编辑日志 -o 文件输出路径

　　　　2.2.2 实例

[root@master current]# hdfs oev -p XML -i edits_0000000000000000579-0000000000000000580 -o /opt/module/hadoop/edits.xml

3.CheckPoint时间设置

　　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>3600</value>
</property >

　　一分钟检查一次操作次数，当操作次数达到一百万，SencondaryNameNode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 >

4.NameNode故障处理

　　4.1 将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode存储数据的目录；

　　　　4.1.1 kill -9 namenode进行号

　　　　4.1.2 删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop/data/temp/dfs/name)

rm -rf /opt/module/hadoop/data/tmp/dfs/name/*

　　　　4.1.3 拷贝SecondaryNameNode中数据到原NameNode存储数据目录

　　　　4.1.4 重新启动NameNode

　　4.2 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；

　　　　4.2.1 修改hdfs-site.xml文件

<property>
  <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
  <value>120</value>
</property>

<property>
  <name>dfs.namenode.name.dir</name>
  <value>/opt/module/hadoop/data/tmp/dfs/name</value>
</property>

　　　　4.2.2 kill -9 NameNode进程号

　　　　4.2.3 删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop/data/temp/dfs/name)

rm -rf /opt/module/hadoop/data/tmp/dfs/name/*

　　　　4.2.4 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存储数据的评级目录，并删除in_use.lock文件

　　　　4.2.5 导入检查点数据

bin/hdfs namenode -importCheckpoint

5.集群安全模式

　　NameNode启动时，首先将映射文件fsimage载入内存，并执行编辑日志edits中的各项操作。一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映像，则创建一个新的fsimage文件和一个空的编辑日志。此时，NameNode开始监听DataNode请求。但是此刻，NameNode运行在安全模式，即NameNode的文件系统对于客户端来说是只读的；

　　系统中的数据块的位置并不是有NameNode维护的，而是以块列表的形式存储在DataNode中。在系统的正常操作期间，NameNode会在内存中保留所有块位置的映射信息。在安全模式下，各个DataNode会向NameNode发送新的块列表信息，NameNode了解到足够都的块位置信息之后，即可搞笑运行文件系统；　

　　如果满足“最小副本条件”，NameNode会在30秒钟之后就退出安全模式。所谓的最小副本条件指的是在整个文件系统中99.9%的块满足最小副本级别（默认值：dfs.replication.min=1）。在启动一个刚刚格式化的HDFS集群时，因为系统中还没有任何块，所以NameNode不会进入安全模式。

　　5.1 基本语法

（1）bin/hdfs dfsadmin -safemode get （功能描述：查看安全模式状态） 
（2）bin/hdfs dfsadmin -safemode enter （功能描述：进入安全模式状态） 
（3）bin/hdfs dfsadmin -safemode leave （功能描述：离开安全模式状态） 
（4）bin/hdfs dfsadmin -safemode wait （功能描述：等待安全模式状态）

　　5.2 实例

　　　　5.2.1 进入安全模式

bin/hdfs dfsadmin -safemode enter

　　　　5.2.2 执行下面的脚本

#!/bin/bash
bin/hdfs dfsadmin -safemode wait
bin/hdfs dfs -put ~/hello.txt /root/hello.txt

　　　　5.2.3 再打开一个窗口，执行

bin/hdfs dfsadmin -safemode leave