TOP

HDFS高可用(HA)之ZKFC详解
2018-12-02 16:29:25 】 浏览:1138
Tags:HDFS 可用 ZKFC 详解

版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/u012736748/article/details/79541311

对于NameNode的高可用可以简单分为共享editLog机制和ZKFC对NameNode状态的控制。有关共享editlog机制已经在上篇文章做了详述,感兴趣的朋友可以去看看。
这篇文章的重点放在ZKFC对于Namenode的控制上。

部署示意图
这里写图片描述

这里写图片描述
FC是要和NN一一对应的,两个NN就要部署两个FC。它负责监控NN的状态,并及时的把状态信息写入ZK。它通过一个独立线程周期性的调用NN上的一个特定接口来获取NN的健康状态。FC也有选择谁作为Active NN的权利,因为最多只有两个节点,目前选择策略还比较简单(先到先得,轮换)。

基本概念

首先我们要明确ZKFC 是什么,有什么作用:

zkfc是什么? ZooKeeperFailoverController
它是什么?是Hadoop中通过ZK实现FC功能的一个实用工具。
主要作用:作为一个ZK集群的客户端,用来监控NN的状态信息。
谁会用它?每个运行NN的节点必须要运行一个zkfc

有啥功能?
1.Health monitoring
zkfc定期对本地的NN发起health-check的命令,如果NN正确返回,那么这个NN被认为是OK的。否则被认为是失效节点。

2.ZooKeeper Session Management
当本地NN是健康的时候,zkfc将会在zk中持有一个session。如果本地NN又正好是active的,那么zkfc还有持有一个”ephemeral”的节点作为,一旦本地NN失效了,那么这个节点将会被自动删除。

3.ZooKeeper-based election
如果本地NN是健康的,并且zkfc发现没有其他的NN持有那个独占锁。那么他将试图去获取该锁,一旦成功,那么它就需要执行Failover,然后成为active的NN节点。Failover的过程是:第一步,对之前的NN执行fence,如果需要的话。第二步,将本地NN转换到active状态。

另外:
如果一个Active因HealthMonitor监控到状态异常,这里会作出判断,先通过Fencing功能关闭它(确保关闭或者不能提供服务),然后在ZK上删除它对应ZNode。

发送上述事件后,在另外一台机器上的ZKFC中的ActiveStandbyElector 会收到事件,并重新进行选举(尝试创建特定ZNode),它将获得成功并更改NN中状态,从而实现Active节点的变更。

1.基本原理

zk的基本特性:
(1) 可靠存储小量数据且提供强一致性
(2) ephemeral node(创建的锁节点), 在创建它的客户端关闭后,可以自动删除
(3) 对于node状态的变化,可以提供异步的通知(watcher)

zk在zkfc中可以提供的功能:
(1) Failure detector(通过watcher监听机制实现): 及时发现出故障的NN,并通知zkfc
(2) Active node locator: 帮助客户端定位哪个是Active的NN
(3) Mutual exclusion of active state(通过加锁): 保证某一时刻只有一个Active的NN

2. 模块

(1) ZKFailoverController(DFSZKFailoverController): 驱动整个ZKFC的运转,通过向HealthMonitor和ActiveStandbyElector注册回调函数的方式,subscribe HealthMonitor和ActiveStandbyElector的事件,并做相应的处理
(2) HealthMonitor: 定期check NN的健康状况,在NN健康状况发生变化时,通过回调函数把变化通知给ZKFailoverController
(3) ActiveStandbyElector: 管理NN在zookeeper上的状态,zookeeper上对应node的结点发生变化时,通过回调函数把变化通知给ZKFailoverController
(4) FailoverController: 提供做graceful failover的相关功能(dfs admin可以通过命令行工具手工发起failover)
这里写图片描述

3. 系统架构

如上图所示,通常情况下Namenode和ZKFC同布署在同一台物理机器上, HealthMonitor, FailoverController, ActiveStandbyElector在同一个JVM进程中(即ZKFC), Namenode是一个单独的JVM进程。如上图所示,ZKFC在整个系统中有几个重要的作用:
(1) Monitor and try to take active lock: 向zookeeper抢锁,抢锁成功的zkfc,指导对应的NN成为active的NN; watch锁对应的znode,当前active NN的状态发生变化导致失锁时,及时抢锁,努力成为active NN
(2) Monitor NN liveness and health: 定期检查对应NN的状态, 当NN状态发生变化时,及时通过ZKFC做相应的处理
(3) Fences other NN when needed: 当前NN要成为active NN时,需要fence其它的NN,不能同时有多个active NN

4. 线程模型

ZKFC的线程模型总体上来讲比较简单的,它主要包括三类线程,一是主线程;一是HealthMonitor线程; 一是zookeeper客户端的线程。它们的主要工作方式是:
(1) 主线程在启动所有的服务后就开始循环等待
(2) HealthMonitor是一个单独的线程,它定期向NN发包,检查NN的健康状况
(3) 当NN的状态发生变化时,HealthMonitor线程会回调ZKFailoverController注册进来的回调函数,通知ZKFailoverController NN的状态发生了变化
(4) ZKFailoverController收到通知后,会调用ActiveStandbyElector的API,来管理在zookeeper上的结点的状态
(5) ActiveStandbyElector会调用zookeeper客户端API监控zookeeper上结点的状态,发生变化时,回调ZKFailoverController的回调函数,通知ZKFailoverController,做出相应的变化

5. 类关系图

这里写图片描述


HDFS高可用(HA)之ZKFC详解 https://www.cppentry.com/bencandy.php?fid=115&id=193070

】【打印繁体】【投稿】【收藏】 【推荐】【举报】【评论】 【关闭】 【返回顶部
上一篇hdfs的搭建 下一篇HDFS中高可用性HA的讲解