构架Hadoop集群

本文涉及的产品
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: 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/qq1010885678/article/details/51404403 Hado...
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/qq1010885678/article/details/51404403

Hadoop的安装包可以从以下渠道获取:

  • Apache tarballs:Hadoop官网提供的tar包,包括二进制和源码文件,使用这种方式部署Hadoop集群灵活性比较高,但是要自己进行很多额外的操作
  • Packages:Hadoop也提供RPM和Debian包,先对比tar包,rpm可以简化部署时候的配置路径等繁琐的操作,并且和Hadoop生态圈中的各个组件版本都兼容对应
  • Hadoop cluster management tools:例如Cloudera Manager和Apache Ambari,这些工具将部署的整个证明周期封装起来,通过可视化的界面简单操作和配置

集群配置规范

Hadoop被设计为运行在大量廉价的商用机器上,各个公司所使用的机器配置各不相同
举例说明,2014年运行Datanode和NodeManager的机器配置如下:

  • 两个8或者16核,3GHz的CPU
  • 64-512GB的ECC内存
  • 12-24块1-4TB的SATA硬盘

集群规模

到底要部署多大的集群才适合我的场景呢?
这个问题其实可以更好的换成:集群数据的增长量是多少呢?
因为Hadoop可以动态的添加和删除节点,所以当当前的集群资源不够时,只要将新节点上线即可

当集群规模很小的时候,将Namenode、SecondaryNamenode和ResourceManager等进程运行在一个节点是可以接受的
但是当集群内的文件或者数据量变得很大的时候,这么做显然不行了
因为这三个进程都十分耗内存(即使SecondaryNamenode平时是闲置的,但是当checkpoint工作的时候也会非常吃内存)
所以这个时候应该将这三个进程分开在独立的机器上

网络拓扑

Hadoop的网络拓扑有两级:节点与节点之间,机架与机架之间
当集群的机器处理同一个机架下的时候用户无需任务配置,因为这是默认的
但是当集群的机器分散在不同的机架中时,Hadoop需要知道哪些机器在哪个机架中
由此才能智能的判断节点间的距离,存放副本和分配任务

用户可以自定义一个脚本文件,并通过net.topology.script.file.name属性设置该脚本的路径
该脚本的内容就是定义机器和机架之间的映射关系
一个示例脚本可以在这里查看

配置文件管理

搭建过Hadoop集群的人都知道,每个节点上都有自己的一份配置文件
如果进行集群间的配置文件同步是一个很头疼的问题,尽管我们可以通过rsync这类工具来实现

Hadoop的环境变量设置在hadoop-env.sh文件中,另外还单独提供了mapred-env.shyarn-env.sh文件
前者是全局的,后两者是专门为MapReduce和Yarn来配置的,后两者会覆盖前者的设置

Java环境设置

JAV_HOME可以设置在用户的shell环境中,但是最好在hadoop-env.sh文件中也设置以确保集群的Java环境是相同的

进程内存设置

默认情况下,Hadoop会为每个进程分配1GB的内存
对应hadoop-env.sh文件中的HADOOP_HEAPSIZE选项
用户也可以单独为某个进程指定内存,例如ResourceManager的设置在yarn-env.sh中的YARN_RESOURCEMANAGER_HEAPSIZE

Namenode的内存分配

对于默认的1GB内存,Namenode很可能会全部吃光
因为该进程的内存需求量是取决于HDFS中的目录数、块数量和文件名长度等因素
根据经验来看,1GB的内存足够Namenode来管理100万个Block

以一个200节点的集群为例,每个节点的硬盘位24T,块大小为128M,副本数量为3
那么该集群最多能够存放的Block数量为:
200 * 24 * 1000 * 1000 / 128 / 3 = 12500000
1250万个Block,根据之前1G管理100万个Block
那么此时Namenode的内存最好一开始就设置为12-13G

用户可以在hadoop-env.sh中通过HADOOP_NAMENODE_OPTS选项来控制Namenode的内存大小
例如-Xmx12000m将会按照之前讨论的内存分配给Namenode

当你改变了Namenode分配的内存时,不要忘记SecondaryNamenode的设置:
HADOOP_SECONDARYNAMENODE_OPTS
因为SecondaryNamenode的内存使用量和Namenode基本是持平的

作业内存分配相关

由于container在工作节点启动,分配container的内存时需要考虑到该节点上有多少进程在运行

如果Datanode和NodeManager同时运行在工作节点上,默认情况下他们将会占据2G的内存
再加上该机器上其他任务的进程,剩下的内存才能专门分配给container

确定了节点上有多少内存可以给container使用之后,就要确定如何为每个单独的作业分配内存
控制该因素主要有两点:

1.Yarn分配的container内存大小
2.container中运行的Java程序的内存

第一个通过mapreduce.map.memory.mbmapreduce.reduce.memory.mb来控制,默认为1024M
第二个通过mapred.child.java.opts来控制,默认为-Xmx200m,也可以使用mapred.map.java.optsmapred.reduce.java.opts控制更细粒度的map和reduce任务内存的分配

需要注意的是,map和reduce任务的内存不可以超出container分配的内存
这些参数通常在客户端通过Configuration来设置,因为每个作业的需求量都不一样

具体如何确定作业的内存,可以借助计数器功能
PHYSICAL_MEMORY_BYTES,VIRTUAL_MEMORY_BYTES和COMMITTED_HEAP_BYTES这三个指标可以帮助用户决定分配作业的内存

此处参见《Hadoop权威指南》第十章第三节中的关键属性配置

CPU配置

在Yarn中,CPU也被作为一种可以分配的资源来呗container请求
一个节点上最多可用的CPU核心数通过yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores控制
每个作业也可以在客户端通过
mapreduce.map.cpu.vcores
mapreduce.reduce.cpu.vcores
两个属性来单独设置,设置的规则和之前讨论的内存分配相似

系统日志文件

Hadoop的日志文件默认保存在$HADOOP_HOME/logs目录下
用户可以通过hadoop-env.sh中的HADOOP_LOG_DIR选项来修改
最好将日志目录设置在Hadoop的安装目录之外
这样一来即使Hadoop升级时候目录结构发生变化也不会影响到日志文件

各个Hadoop进程会产生两种日志:

1.通过log4j产生的.log后缀文件:该文件记录了大部分的程序信息,是排错的首选
2.记录标准输出和错误的.out文件:由于使用log4j输出日志,这类文件通常内容很少甚至为空

第一类日志系统不会自动删除,需要用户手动归档或者删除处理,以免磁盘空间不够用
第二类日志系统只会保留最新的5个文件,1-5依次表示从新到老文件

日志文件的命名格式采用用户名-进程名-机器名的形式
其中可以通过hadoop-env.sh中的HADOOP_IDENT_STRING选项来修改

其他属性配置

集群成员管理

为了方便对集群中的节点进行上下线等操作,Hadoop在配置文件中也提供了对应的属性:

  • dfs.hosts:允许作为Datanode节点加入集群的主机列表
  • dfs.hosts.exclude:不允许作为Datanode节点加入集群的主机列表
  • yarn.resourcemanager.nodes.include-path:允许作为NodeManager节点加入集群的主机列表
  • yarn.resourcemanager.nodes.exclude-path:不允许作为NodeManager节点加入集群的主机列表

以上选项的值可以是一个文件路径,该文件中每行一个主机名,具体的操作可以参考:
[Hadoop 添加删除Slave][http://www.xiaohei.info/2016/01/14/hadoop-delete-slave/]

文件操作的缓冲区大小

Hadoop使用一个4k的缓冲区来辅助I/O操作,对于现代的硬件和操作系统来说,这个值太过保守
适合当的提高可以优化性能,通过core-site.xml文件中的io.file.buffer.size来设置(通常选择为128k)

HDFS的块大小

HDFS的Block大小默认为128MB,但是为了降低Namenode的内存压力,并提高mapper任务数据输入量
很多集群将其设置为256MB,根据用户自己的集群配置来设置

磁盘空间保留

默认情况下,Datanode将会使用其安装目录下的所有磁盘空间
如果希望保留一些空间给其他非HDFS文件存放可以通过dfs.datanode.du.reservrd来设定(以字节为单位)

回收站设置

Hadoop也有回收站的设置,通过core-site.xml中的fs.trash.interval选项来控制回收站中的文件保留多久
默认为0表示不启用回收站机制

启用了回收站,通过shell删除的文件都会先移动到回收站的文件夹中
但是如果通过程序,文件将直接删除,除非使用了Trash类的moveToTrash方法

集群构建和安装

详细步骤参考:
大数据平台生产环境部署指南

格式化文件系统

使用一个新的Hadoop集群之前,需要将HDFS文件系统格式化,命令为:

hdfs namenode -format

格式化程序将会创建存储目录和初始的Namenode持久化数据的结构版本

启动和停止进程

启动HDFS的命令为:

start-dfs.sh

该脚本将会进行一下操作:

  • 在hdfs getconf -namenodes命令得到的ip机器上启动Namenode进程
  • 在slaves文件中记录的所有机器上启动Datanode进程
  • 在hdfs getconf -secondarynamenodes命令得到的ip机器上启动SecondaryNamenode进程

其中hdfs getconf -namenodes命令获得的机器ip是根据配置文件中的fs.defaultFS选项来获得的

启动Yarn的命令为:

start-yarn.sh

和启动HDFS类似,该脚本会进行一下操作:

  • 在本地启动ResourceManager进程
  • 在slaves文件中记录的所有机器上启动NodeManager进程

作者:@小黑

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