[原理]Namenode HA原理(两个NN~主&备)

Namenode HA原理详解(脑裂) - 远方的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET
http://blog.csdn.net/u014774781/article/details/51940301

Namenode HA 如何实现,关键技术难题是什么?

  1. 如何保持主和备NameNode的状态同步,并让Standby在Active挂掉后迅速提供服务,namenode启动比较耗时,包括加载fsimage和editlog(获取file to block信息),处理所有datanode第一次blockreport(获取block to datanode信息),保持NN的状态同步,需要这两部分信息同步。
  2. 脑裂(split-brain),指在一个高可用(HA)系统中,当联系着的两个节点断开联系时,本来为一个整体的系统,分裂为两个独立节点,这时两个节点开始争抢共享资源,结果会导致系统混乱,数据损坏。
  3. NameNode切换对外透明,主Namenode切换到另外一台机器时,不应该导致正在连接的客户端失败,主要包括Client,Datanode与NameNode的链接。
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社区的NN HA包括两个NN,主(active)与备(standby),ZKFC,ZK,share editlog。流程:集群启动后一个NN处于active状态,并提供服务,处理客户端和datanode的请求,并把editlog写到本地和share editlog(可以是NFS,QJM等)中。另外一个NN处于Standby状态,它启动的时候加载fsimage,然后周期性的从share editlog中获取editlog,保持与active的状态同步。为了实现standby在sctive挂掉后迅速提供服务,需要DN同时向两个NN汇报,使得Stadnby保存block to datanode信息,因为NN启动中最费时的工作是处理所有datanode的blockreport。为了实现热备,增加FailoverController和ZK,FailoverController与ZK通信,通过ZK选主,FailoverController通过RPC让NN转换为active或standby。

QJM的设计
Namenode记录了HDFS的目录文件等元数据,客户端每次对文件的增删改等操作,Namenode都会记录一条日志,叫做editlog,而元数据存储在fsimage中。为了保持Stadnby与active的状态一致,standby需要尽量实时获取每条editlog日志,并应用到FsImage中。这时需要一个共享存储,存放editlog,standby能实时获取日志。这有两个关键点需要保证, 共享存储是高可用的,需要防止两个NameNode同时向共享存储写数据导致数据损坏。
是什么,Qurom Journal Manager,基于Paxos(基于消息传递的一致性算法)。这个算法比较难懂,简单的说,Paxos算法是解决分布式环境中如何就某个值达成一致,(一个典型的场景是,在一个分布式数据库系统中,如果各节点的初始状态一致,每个节点都执行相同的操作序列,那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列,需要在每一条指令上执行一个"一致性算法"以保证每个节点看到的指令一致)

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