深入解析HDFS HA:BackupNode与AvatarNode实战指南

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《高可用性的HDFS:Hadoop分布式文件系统深度实践》是一本专门针对Hadoop分布式文件系统(HDFS)高可用性解决方案进行深入讲解的实用书籍。作者文艾和王磊通过本书,为读者提供了全面的HDFS元数据管理、备份策略和高级故障转移技术的学习资料。 主要内容涵盖了以下几个关键部分: 1. **HDFS元数据解析**:本书首先介绍HDFS的核心组件——元数据管理,这包括NameNode和DataNode的角色以及它们之间的交互。理解元数据的结构和管理对于实现系统的稳定性至关重要。 2. **Hadoop元数据备份方案**:作者详细讨论了备份策略,包括传统的Hadoop Backup Node方案,这有助于防止数据丢失,提高系统的容错能力。 3. **Hadoop Backup Node方案**:此部分深入探讨了Backup Node的作用,即在主NameNode失效时接管其职责,确保服务的连续性。书中提供了Backup Node配置和故障恢复的具体步骤。 4. **AvatarNode解决方案**:本书的重点章节,AvatarNode是一种创新的HA解决方案,它通过创建一个虚拟化的NameNode副本,提高了NameNode的可用性和性能。书中详尽解析了AvatarNode的工作原理,包括其运行机制以及异常处理策略,还列举了不同异常情况下的应对措施。 5. **Cloudrea HA Name Node**:作为最新的HA解决方案,这一部分介绍了如何利用Cloudrea的技术来提升NameNode的高可用性,可能涉及新技术的应用和最佳实践。 6. **实践操作与案例分析**:作者强调理论与实践相结合,提供经过验证的案例和详细的操作步骤,以及视频教程,帮助读者更好地理解和应用这些理论知识。 7. **目标读者**:本书适合云计算领域的研发人员、系统管理员、研究生和高年级本科生,既适合初学者入门,也适合深入研究者查阅。 8. **版权信息**:书中有清华大学出版社的防伪标识,并提供联系方式以便读者查询和反馈。 通过阅读这本书,读者不仅能掌握HDFS的高可用性技术,还能提升问题解决能力和云计算技术的理解,为实际工作中的挑战做好准备。
2014-05-15 上传
第1章 HDFS HA及解决方案 1.1 HDFS系统架构 1.2 HA定义 1.3 HDFS HA原因分析及应对措施 1.3.1 可靠性 1.3.2 可维护性 1.4 现有HDFS HA解决方案 1.4.1 Hadoop的元数据备份方案 1.4.2 Hadoop的SecondaryNameNode方案 1.4.3 Hadoop的Checkpoint ode方案 1.4.4 Hadoop的BackupNode方案 1.4.5 DRDB方案 1.4.6 FaceBook的AvatarNode方案 1.5 方案优缺点比较 第2章 HDFS元数据解析 2.1 概述 2.2 内存元数据结构 2.2.1 INode 2.2.2 Block 2.2.3 BlockInfo和DatanodeDescriptor 2.2.4 小结 2.2.5 代码分析——元数据结构 2.3 磁盘元数据文件 2.4 Format情景分析 2.5 元数据应用场景分析 第3章 Hadoop的元数据备份方案 3.1 运行机制分析 4 3.1.1 NameNode启动加载元数据情景分析 3.1.2 元数据更新及日志写入情景分析 3.1.3 Checkpoint过程情景分析 3.1.4 元数据可靠性机制 3.1.5 元数据一致性机制 3.2 使用说明 第4章 Hadoop的Backup Node方案 4.1 Backup Node概述 4.1.1 系统架构 4.1.2 使用原则 4.1.3 优缺点 4.2 运行机制分析 4.2.1 启动流程 4.2.2 元数据操作情景分析 4.2.3 日志池(journal spool)机制 4.2.4 故障切换机制 4.3 实验方案说明 4.4 构建实验环境 4.4.1 网络拓扑 4.4.2 系统安装及配置 4.4.3 安装JDK 4.4.4 虚拟机集群架设 4.4.5 NameNode安装及配置 4.4.6 Backup Node安装及配置 4.4.7 Data Node安装及配置 4.4.8 Clients安装及配置 4.5 异常解决方案 4.5.1 异常情况分析 4.5.2 NameNode配置 4.5.3 Backup Node配置 4.5.4 Data Node配置 4.5.5 NameNode宕机切换实验 4.5.6 NameNode宕机读写测试 第5章 AvatarNode运行机制 5.1 方案说明 5.1.1 系统架构 5.1.2 思路分析 5.1.3 性能数据 5.2 元数据分析 5.2.1 类FSNamesystem 5.2.2 类FSDirectory 5.2.3 AvatarNode的磁盘元数据文件 5.3 AvatarNode Primary启动过程 5.4 AvatarNode Standby启动过程 5.4.1 AvatarNode的构造方法 5.4.2 Standby线程的run()方法 5.4.3 Ingest线程的run()方法 5.4.4 Ingest线程的ingestFSEdits ()方法 5.4.5 Standby线程的doCheckpoint()方法 5.5 用户操作情景分析 5.5.1 创建目录情景分析 5.5.2 创建文件情景分析 5.6 AvatarNode Standby故障切换过程 5.7 元数据一致性保证机制 5.7.1 元数据目录树信息 5.7.2 Data Node与Block数据块映射信息 5.8 Block更新同步问题 5.8.1 问题描述 5.8.2 结论 5.8.3 源码分析 第6章 AvatarNode使用 6.1 方案说明 6.1.1 网络拓扑 6.1.2 操作系统安装及配置 6.2 使用Avatar打补丁版本 6.2.1 Hadoop源码联机Build 6.2.2 Hadoop源码本地Build 6.2.3 NFS服务器构建 6.2.4 Avatar分发与部署 6.2.5 Primary(namenode0)节点配置 6.2.7 Data Node节点配置 6.2.8 Client节点配置 6.2.9 创建目录 6.2.10 挂载NFS 6.2.11 启动Ucarp 6.2.12 格式化 6.2.13 系统启动 6.2.14 检查 6.2.15 NameNode失效切换写文件实验 6.2.16 NameNode失效切换读文件实验 6.3 Avatar FaceBook版本的使用 6.3.1 Hadoop FaceBook版本安装 6.3.2 节点配置 6.3.3 启动HDFS 6.3.4 NameNode失效切换 第7章 AvatarNode异常解决方案 7.1 测试环境 7.2 Primary失效 7.2.1 解决方案 7.2.2 写操作实验步骤 7.2.3 改进写操作机制 7.2.4 读操作实验步骤 7.2.5 小结 7.3 Standby失效 7.4 NFS失效(数据未损坏) 7.4.1 解决方案 7.4.2 写操作实验步骤 7.4.3 读操作实验步骤 7.4.4 小结 322 7.5 NFS失效(数据已损坏) 7.5.1 解决方案 7.5.2 写操作实验步骤 7.5.3 读操作实验步骤 7.5.4 小结 7.6 Primary先失效,NFS后失效(数据未损坏) 7.6.1 解决方案 7.6.2 写操作实验步骤 7.6.3 读操作实验步骤 7.6.4 小结 7.7 Primary先失效(数据未损坏),NFS后失效(数据损坏) 7.7.1 解决方案 7.7.2 写操作实验步骤 7.7.3 读操作实验步骤 7.7.4 小结 7.8 NFS先失效(数据未损坏),Primary后失效 7.8.1 解决方案 7.8.2 写操作实验步骤 7.8.3 读操作实验步骤 7.8.4 小结 7.9 NFS先失效(数据损坏),Primary后失效(数据损坏) 7.9.1 解决方案 7.9.2 写操作实验步骤 7.9.3 读操作实验步骤 7.9.4 小结 7.10 实验结论 第8章 Cloudera HA NameNode使用 8.1 HA NameNode说明 8.2 CDH4B1版本HDFS集群配置 8.2.1 虚拟机安装 8.2.2 nn1配置 8.2.3 dn1~dn3配置 8.2.4 HDFS集群构建 8.3 HA NameNode配置 8.3.1 nn1配置 8.3.2 其他节点配置 8.4 HA NameNode使用 8.4.1 启动HA HDFS集群 8.4.2 第1次failover 8.4.3 模拟写操作 8.4.4 模拟Active Name Node失效,第2次failover 8.3.5 模拟新的Standby NameNode加入 8.5 小结