Spark 概述及其高可用集群部署

Posted 2022-04-17 transkai

Spark入门

 

一、 学习目标

目标1：熟悉Spark相关概念

目标2：搭建一个Spark集群

二、 Spark概述

 

2.1什么是Spark（官网：http://spark.apache.org）

 

 

Spark是一种快速、通用、可扩展的大数据分析引擎，2009年诞生于加州大学伯克利分校AMPLab，2010年开源，2013年6月成为Apache孵化项目，2014年2月成为Apache顶级项目。目前，Spark生态系统已经发展成为一个包含多个子项目的集合，其中包含SparkSQL、Spark Streaming、GraphX、MLlib等子项目，Spark是基于内存计算的大数据并行计算框架。Spark基于内存计算，提高了在大数据环境下数据处理的实时性，同时保证了高容错性和高可伸缩性，允许用户将Spark部署在大量廉价硬件之上，形成集群。Spark得到了众多大数据公司的支持，这些公司包括Hortonworks、IBM、Intel、Cloudera、MapR、Pivotal、百度、阿里、

腾讯、京东、携程、优酷土豆。当前百度的Spark已应用于凤巢、大搜索、直达号、百度大数据等业务；阿里利用GraphX构建了大规模的图计算和图挖掘系统，实现了很多生产系统的推荐算法；腾讯Spark集群达到8000台的规模，是当前已知的世界上最大的Spark集群。

2.2为什么要学Spark

Spark是一个开源的类似于Hadoop MapReduce的通用的并行计算框架，Spark基于map reduce算法实现的分布式计算，拥有Hadoop MapReduce所具有的优点；但不同于MapReduce的是Spark中的Job中间输出和结果可以保存在内存中，从而不再需要读写HDFS，因此Spark能更好地适用于数据挖掘与机器学习等需要迭代的map reduce的算法。

Spark是MapReduce的替代方案，而且兼容HDFS、Hive，可融入Hadoop的生态系统，以弥补MapReduce的不足。

 

 

2.3 Spark特点

2.3.1 快

与Hadoop的MapReduce相比，Spark基于内存的运算要快100倍以上，基于硬盘的运算也要快10倍以上。Spark实现了高效的DAG执行引擎，可以通过基于内存来高效处理数据流。

 

 

2.3.2 易用

Spark支持Java、Python和Scala的API，还支持超过80种高级算法，使用户可以快速构建不同的应用。而且Spark支持交互式的Python和Scala的shell，可以非常方便地在这些shell中使用Spark集群来验证解决问题的方法。

 

 

2.3.4 通用

Spark提供了统一的解决方案。Spark可以用于批处理、交互式查询（Spark SQL）、实时流处理（Spark Streaming）、机器学习（Spark MLlib）和图计算（GraphX）。这些不同类型的处理都可以在同一个应用中无缝使用。Spark统一的解决方案非常具有吸引力，毕竟任何公司都想用统一的平台去处理遇到的问题，减少开发和维护的人力成本和部署平台的物力成本。

2.3.5 兼容性

Spark可以非常方便地与其他的开源产品进行融合。比如，Spark可以使用Hadoop的YARN和Apache Mesos作为它的资源管理和调度器，器，并且可以处理所有Hadoop支持的数据，包括HDFS、HBase和Cassandra等。这对于已经部署Hadoop集群的用户特别重要，因为不需要做任何数据迁移就可以使用Spark的强大处理能力。Spark也可以不依赖于第三方的资源管理和调度器，它实现了Standalone作为其内置的资源管理和调度框架，这样进一步降低了Spark的使用门槛，使得所有人都可以非常容易地部署和使用Spark。此外，Spark还提供了在EC2上部署Standalone的Spark集群的工具。

 

 

三、 Spark集群安装

3.1 下载spark安装包

        下载地址spark官网：http://spark.apache.org/downloads.html

这里我们使用 spark-2.1.3-bin-hadoop2.7版本.

 

 

3.2 规划安装目录

/export/servers

3.3 解压安装包

tar -zxvf spark-2.1.3-bin-hadoop2.7.tgz

3.4 重命名目录

    mv spark-2.1.3-bin-hadoop2.7 spark

3.5 修改配置文件

配置文件目录在 /export/servers/spark/conf

u  vi  spark-env.sh 修改文件(先把spark-env.sh.template重命名为spark-env.sh)

 

#配置java环境变量 export JAVA_HOME=/opt/bigdata/jdk1.7.0_67 #指定spark老大Master的IP export SPARK_MASTER_HOST=node1 #指定spark老大Master的端口 export SPARK_MASTER_PORT=7077

u  vi  slaves 修改文件(先把slaves.template重命名为slaves)

node2 node3

3.6 拷贝配置到其他主机

通过scp 命令将spark的安装目录拷贝到其他机器上

scp -r /export/servers/spark node2:/export/servers

scp -r /export/servers/spark node3:/export/servers

 

3.7 配置spark环境变量

将spark添加到环境变量,添加以下内容到 /etc/profile

export SPARK_HOME=/export/servers/spark export PATH=$PATH:$SPARK_HOME/bin

注意最后 source /etc/profile  刷新配置

3.7 启动spark

#在主节点上启动spark

/export/servers/spark/sbin/start-all.sh

 

 

3.8 停止spark

#在主节点上停止spark集群

/export/servers/spark/sbin/stop-all.sh

3.9 spark的web界面

正常启动spark集群后，可以通过访问 http://node1:8080,查看spark的web界面，查看相关信息。

四、 Spark HA高可用部署

4.1 高可用部署说明

Spark Standalone集群是Master-Slaves架构的集群模式，和大部分的Master-Slaves结构集群一样，存在着Master单点故障的问题。如何解决这个单点故障的问题，Spark提供了两种方案：

（1）基于文件系统的单点恢复(Single-Node Recovery with Local File System)。

      主要用于开发或测试环境。当spark提供目录保存spark Application和worker的注册信息，并将他们的恢复状态写入该目录中，这时，一旦Master发生故障，就可以通过重新启动Master进程（sbin/start-master.sh），恢复已运行的spark Application和worker的注册信息。

（2）基于zookeeper的Standby Masters(Standby Masters with ZooKeeper)。

      用于生产模式。其基本原理是通过zookeeper来选举一个Master，其他的Master处于Standby状态。将spark集群连接到同一个ZooKeeper实例并启动多个Master，利用zookeeper提供的选举和状态保存功能，可以使一个Master被选举成活着的master，而其他Master处于Standby状态。如果现任Master死去，另一个Master会通过选举产生，并恢复到旧的Master状态，然后恢复调度。整个恢复过程可能要1-2分钟。

4.2 基于zookeeper的Spark HA高可用集群部署

该HA方案使用起来很简单，首先需要搭建一个zookeeper集群，然后启动zooKeeper集群，最后在不同节点上启动Master。具体配置如下：

(1)vim spark-env.sh

注释掉export SPARK_MASTER_HOST=node1

(2)在spark-env.sh添加SPARK_DAEMON_JAVA_OPTS，内容如下：

export SPARK_DAEMON_JAVA_OPTS="-Dspark.deploy.recoveryMode=ZOOKEEPER  -Dspark.deploy.zookeeper.url=node1:2181,node2:2181,node3:2181  -Dspark.deploy.zookeeper.dir=/spark"

 

参数说明

spark.deploy.recoveryMode：恢复模式（Master重新启动的模式）

有三种：(1)ZooKeeper (2) FileSystem (3)NONE

spark.deploy.zookeeper.url：ZooKeeper的Server地址

spark.deploy.zookeeper.dir：保存集群元数据信息的文件、目录。

包括Worker，Driver和Application。

注意：

    在普通模式下启动spark集群，只需要在主机上面执行start-all.sh 就可以了。

    在高可用模式下启动spark集群，先需要在任意一台节点上启动start-all.sh命令。然后在另外一台节点上单独启动master。命令start-master.sh。

补充说明：

（1）如何恢复到上一次活着master挂掉之前的状态： 在高可用模式下，整个spark集群就有很多个master，其中只有一个master被zk选举成活着的master，其他的多个master都处于standby，同时把整个spark集群的元数据信息通过zk中节点进行保存。 后期如果活着的master挂掉。首先zk会感知到活着的master挂掉，下面开始在多个处于standby中的master进行选举，再次产生一个活着的master，这个活着的master会读取保存在zk节点中的spark集群元数据信息，恢复到上一次master的状态。整个过程在恢复的时候经历过了很多个不同的阶段，每个阶段都需要一定时间，最终恢复到上个活着的master的转态，整个恢复过程一般需要1-2分钟。 （2）在master的恢复阶段对任务的影响 针对于正在运行的任务，由于它已经分配到了资源，它是不受任何影响. 受影响的就是在当前这个挂掉的阶段，后面提交的新的任务，由于没有活着的master分配资源，该任务是无法运行。