Zookeeper Failover Controller (ZKFC) 设计解析

"这篇文档是关于ZKFailoverController（ZKFC）的设计，由Todd Lipcon编写，日期为2012年4月3日。ZKFC是Hadoop HDFS（Hadoop分布式文件系统）高可用性（HA）方案的一部分，利用ZooKeeper进行故障切换控制。文档涵盖了设计概述、组件结构、健康监控、主动/备用选举、ZKFC状态机、手动故障切换支持、示例场景、待解决细节以及未来工作方向等内容。" **1. 背景** 在HDFS-1623及其他相关的JIRA问题中，HDFS添加了对NameNode的高可用性支持，但仍然需要管理员手动触发故障切换过程。根据最初的設計文档，手动故障切换解决了许多问题，但不提供自动化的故障恢复机制。 **2. 设计** - **组件**: ZKFC由多个组件构成，包括健康监测器（Health Monitor）和主动/备用选举器（Active Standby Elector）等。 - **健康监测器设计**: 这个组件负责检查NameNode的状态，如果发现NameNode不健康，它会向ZooKeeper报告。 - **主动/备用选举设计**: 当检测到故障时，ZKFC通过ZooKeeper进行选举，决定哪个NameNode成为新的活动节点。 - **ZKFC设计**: ZKFC是ZooKeeper故障切换控制器，它与ZooKeeper交互，维护NameNode的活动状态，并处理故障情况。 - **围栏机制（Fencing）**: 为了防止脑裂，ZKFC实现了一种称为“围栏”的机制，确保在故障发生时只有一个NameNode处于活动状态。 - **ZKFC状态机图**: 文档中可能包含了描述ZKFC如何在不同状态之间转换的图表。 - **手动与自动故障切换的结合**: 支持管理员手动触发故障切换，同时与自动故障切换机制配合。 **3. 示例场景** 文档列举了各种故障情况，如活动NameNode的JVM崩溃、冻结、机器故障，以及ZKFC或ZooKeeper自身的故障，解释了ZKFC如何处理这些情况。 **4. 待解决的细节** 这部分可能讨论了集成手动故障切换的具体挑战和其他未解决的问题。 **5. 未来工作** - **优先节点**: 可能考虑为某些NameNode赋予更高的优先级，以便在故障时优先选择。 - **自我围栏**: NameNode可能需要具备自我识别并隔离的能力，以避免在故障后继续服务。 - **进程监督**: 优化对NameNode及其相关进程的管理，确保其稳定运行。 **6. 测试计划** 文档最后可能包含了测试ZKFC设计和实现的详细计划。 整体来看，ZKFC是Hadoop HA策略的关键部分，通过ZooKeeper的协调，实现了NameNode的高效和安全的故障切换，提高了HDFS的可用性和可靠性。