HDFS Federation
1 Background
HDFS主要有2层
· Namespace
o 由目录，文件和块组成
o 支持所有namespace相关的文件系统操作，create,delete,modify和查看文件和目录
· Block 存储服务
o Block管理
§ 提供datanode clusterc成员，通过注册和定期心跳控制。
§ 处理block report并且维护block位置。
§ Block的相关操作，比如创建，修改，删除和获取block位置。
§ 管理副本位置，block复制，如果超出删除block副本。
o Storage 用来提供保存block，保存在本地文件系统，允许读写访问。
之前的HDFS体系结构允许一个namespace。在这个配置，一个namenode管理namespace。HDFS联合支持多个namenode，namespace。
2.多个namenode/namespace
为了水平扩展name service，联合使用多个独立的namenode/namespace。Namenode是联合的，独立的不需要互相协助。Datanode作为通用存储来保存所有的namenode的block。每个datanode会在所有的namenode中注册。Datanode定期的发送心跳和block report。也处理来自namenode 的命令。
用户使用ViewFS来创建个人的namespace view。ViewFs客户端的mount table一样。
Block Pool
Block pool是属于一个namespace的block集合。Datanode保存了所有cluster的block pool的block。每个block pool都是独立的。不需要其他namespace协助，允许一个namespace生成一个新的block id。一个Namenode错误不会阻止datanode为其他namenode服务。
Namespace和block pool一起称为NameSpace Volume。是一个管理单元。当namenode/namespace被删除，相关的block pool也会被删除。当集群升级，每个namespace volume也是作为一个单元被更新的。
ClusterID
ClusterID用来标识cluster中所有的node。当namenode被格式化，标识符可以提供也可以自动生成。这个ID需要用来格式化其他namenode。
2.1 关键好处
· Namespace扩展联合增加了namespace的水平扩展。大的部署或者大量小文件的集群可以通过增加namenode获得好处。
· 性能文件系统吞吐不会被单个namenode限制。另外增加namenode会扩展文件系统的读写吞吐量。
· 隔离单个namenode不会对用户进行隔离。比如，一个应用overload namenode会导致其他应用性能下降。使用多个namenode，不同的应用分类，可以隔离到不同的namenode上。
3 联合配置
联合配置是向后兼容的并且允许已经存在的单个namenode配置，不需要其他修改。新的配置被设计用来所有的node都可以使用一样的配置，不需要node不同的配置。
联合增加了一个新的NameServiceID。Namnode和相关的secondary/backup/checkpointer node都属于一个nameserviceid。为了支持一个配置文件，namenode和secondary/backup/checkpointer node使用nameserviceid前缀。
3.1 配置
步骤1：增加dfs.nameservices参数来配置使用逗号分隔。被datanode使用来决定cluster中的namenode。
步骤2：对于每个namenode和secondary/backup/checkpointer node增加以下配置使用nameserviceid作为前缀：
|
Daemon |
Configuration Parameter |
|
Namenode |
dfs.namenode.rpc-address |
|
Secondary Namenode |
dfs.namenode.secondary.http-address |
|
BackupNode |
dfs.namenode.backup.address |
配置例子：
3.2 格式化namenode
步骤1：格式化namenode使用以下命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode -format [-clusterId <cluster_id>]
选择一个文艺的clusterid不能和环境中的其他cluster冲突。如果cluster_id不提供会自动生成一个唯一的cluster_id。
步骤2：格式化其他namenode：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs namenode -format -clusterId <cluster_id>
注意这里的clusterid要和上面的clusterid一样。如果不同，另外的namenode不是联合集群的一部分。
3.3 更新老的release并且配置联合
老的release只支持一个namenode。更新cluster到新的release并且提供一个clusterid：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs --daemon start namenode -upgrade -clusterId
<cluster_ID>
如果没有提供会自动生成。
3.4 增加新的namenode到已经存在的cluster
步骤如下：
· 增加dfs.nameservices配置
· 使用nameserviceid前缀来更新配置。
· 增加一个新的namenode。
· 把配置文件发到所有的node
· 启动新的namenode和secondary/backup
·
刷新datanode获取新的namenode：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs dfsadmin -refreshNamenodes <datanode_host_name>:<datanode_rpc_port>
4 管理集群
4.1 启动和关闭集群
启动集群命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/start-dfs.sh
关闭集群命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh
这个命令可以集群中的任何节点运行。命令使用配置决定集群的namenode，然后在这些node启动namenode进程。Workfile 中的node 启动Datanode。可以参考这个脚本设计自己的脚本来启动和关闭集群。
4.2 均衡器
均衡器因为要运行在多个namenode被改变。均衡器可以使用以下方法启动：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/bin/hdfs --daemon start balancer [-policy <policy>]
Policy参数有2个：
· Datanode 这个是默认的策略，均衡datanode级别的存储。和以前差不多。
· Blockpool会均衡blockpool级别，也会均衡datanode级别。
注意均衡器只会均衡data不会均衡namespace。
4.3 停止运行
停止运行和之前的类似，node需要被停运的，会增加到exclude文件中。当一个datanode中的所有namenode都停运，那么datanode被认为停运了。
步骤1：复制exclude文件到所有的namenode，并执行一下命令：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/distribute-exclude.sh <exclude_file>
步骤2：刷新所有的namenode，获取新的exclude文件的内容：
[hdfs]$ $HADOOP_HOME/sbin/refresh-namenodes.sh
上面的命令使用HDFS配置来决定cluster的namenode并且刷新exclude文件。
4.4 Cluster Web Console
和namenode状态web page相似，当使用联合可以使用cluster web Console可以通过http://<any_nn_host:port>/dfsclusterhealth.jsp监控联合cluster。任何cluster中的namenode都可以在这个web中访问。
这个Cluster Web Console提供以下信息：
· Cluster summary显示了文件个数，block个数，总配置的存储容量和可用的，已经使用的存储。
· 列出namenode，summaryb包括文件个数，block，丢失的block和live和dead datanode。这个可以通过namenode的web UI访问。
· 停止运行的datanode。