大数据开发笔记(二):Yarn分布式集群操作系统

简介: Apache Hadoop YARN 是 apache Software Foundation Hadoop的子项目,为分离Hadoop2.0资源管理和计算组件而引入。YARN的诞生缘于存储于HDFS的数据需要更多的交互模式,不单单是MapReduce模式。Hadoop2.0 的YARN 架构提供了更多的处理框架,不再强迫使用MapReduce框架。

Yarn分布式集群操作系统


Apache Hadoop YARN 是 apache Software Foundation Hadoop的子项目,为分离Hadoop2.0资源管理和计算组件而引入。YARN的诞生缘于存储于HDFS的数据需要更多的交互模式,不单单是MapReduce模式。Hadoop2.0 的YARN 架构提供了更多的处理框架,不再强迫使用MapReduce框架。


Yarn定位: 分布式集群操作系统


1、资源管理和调度


2、支持多个不同计算框架


3、Mapreduce框架彻底重构


1.介绍下Yarn的框架?(重要)


Yarn的框架也是经典的主从结构,和HDFS的一样,大体上yarn由一个ResourceManager和多个NodeManager构成,RM为主节点,NM为从节点。

image.png


  • ResourceManager 是Master上一个独立运行的进程,负责集群统一的资源管理、调度、分配等等;


  • ApplicationManager相当于这个Application的监护人和管理者,负责监控、管理这个Application的所有


  • Attempt在cluster中各个节点上的具体运行,同时负责向Yarn ResourceManager申请资源、返还资源等;


  • NodeManager是Slave上一个独立运行的进程,负责上报节点的状态(磁盘,内存,cpu等使用信息);


  • Container是yarn中分配资源的一个单位,包涵内存、CPU等等资源,YARN以Container为单位分配资源;


(1) 抽象解读:

资源级别:


Resource Manger :链家总部 ----分配资源


NodeManager :链家分店店长 --- 监管工作,检查定期美容院分店


美容院总部--开100家分店


任务级别:


ApplicationManager:美容院老板--监控分店


Contianer: 美容店分店----干活


ResourceManager:


1、接收客户端请求


2、为系统资源分配


3、与NM进行心跳交互,监控集群


4、调度组件Scheduler


RM挂掉: 单点故障:基于Zookeeper实现HA,主提供服务, 备同步主的信息,如果主挂掉,立即主备切换


ApplicationManager/ApplicationMaster (MR任务启动时候jps有MRAppmaster,任务完成就没了)


1、应用程序的Master


2、每一个Job对应一个AM


3、AM和RM不在一个机器


4、AM申请RM资源调度


5、AM联合NM监控job


AM挂掉: RM负责重启 无需重新运行已完成的任务


NodeManager:(只管内存资源)


1、对应1.0TaskTracker的角色


2、负责启动应用程序的Container


3、监控内部容器资源使用情况,心跳RM


NM挂掉: 心跳消失,RM通知AM进一步处理


Container:


1、任务运行环境的封装


2、AM及普通任务均运行在Container中


3、资源代表


container数量=min(2*cores, 1.8*disks, 总内存大小/最小容量)


(2)具体解读:

ResourceManager是一个全局的资源管理器,负责整个系统的资源调度管理和分配,包括处理客户端请求、启动并监控ApplicationMaster,监控NodeManager,以及分配和调度资源。


ResourceManager中由两个组件构成: Schedule调度器和ApplicationManager应用程序管理器


Schedule调度器会根据容量、队列等限制条件,对应用程序的资源需求进行资源分配。(调度器有三种:先进先出调度器,容量调度器和均分调度器)


ApplicationManager则主要负责管理整个系统中所有应用程序,接受job请求,为应用分配一个Container来运行ApplicationMaster并管理,它和ApplicationMaster的区别是Master运行在NodeManger上的,而ApplicationManager是ResourceManager内部的一个组件。


ApplicationMaster


负责管理yarn内运行的应用程序的每个实例,负责协调来自ResourceManager的资源,并通过NodeManager监控容器的执行和资源使用情况。


NodeManager


在集群上有多个,它负责每个节点上的资源使用,处理ApplicationManager的请求,以及负责接受ResourceManager的资源分配命令,分配具体的Container给应用,同时还将Container的使用情况报告给ResourceManager。


这里的Container实际上是一个资源抽象概念,代表系统上分配的资源,包括内存、磁盘、IO等。


具体工作过程如下:

1. 当客户端应用程序向ResourceManager提交应用需要的资源请求后,ResourceManager中的ApplicationManager接受到请求,并返回一个Container给NodeManger,告诉NodeManager启动一个ApplicationMaster实例。


2.ApplicationMaster启动后向ResourceManager注册,此时客户端可以和ApplicationMaster直接交互,并告诉它需要的资源请求;后续ApplicationMaster继续发送资源请求给ResourceManager,待ResourceManager的Schedule处理后返回具体的Container信息,ApplicationMaster接收到资源信息后会分配给各个NodeManager来启动运行job任务(比如mr程序,内部是多个map task、reduce task)。


3. 在运行过程中,客户端和ApplicationMaster保持交互,可以得知程序的运行情况。ApplicationMaster此时主要监控和管理任务运行,而NodeManager会定时向ResourceManager汇报自身的运行状况和Container的使用信息,待程序运行完毕后,ApplicationMaster关闭,并向ResourceManager归还所有Container。


概括来说其过程如下:


应用程序提交 --> 申请资源 --> 启动ApplicationMaster --> 申请运行任务的Container


--> 分发Container --> 运行task任务 --> task任务结束 --> 回收Container


Yarn总结:


1.Yarn 工作流程:


1.用户client将应用程序提交到RM上


2.RM为应用程序ApplicationMaster申请资源,并且与nodemanager心跳通信,来启动Application Master


3.ApplicationMaster与RM进行通信,为内部要执行的任务申请资源,一旦得到资源后,Application Master和Nodemanager通信,来启动对应任务


4.所有任务完成ApplicationMaster向RM注销,整个应用程序结束。


        另外JobHistoryServer(作业历史服务,记录在yarn中调度的作业历史运行情况) 和 Timeline Server(写日志数据),需要手动开启。


2.Yarn的动态性是指什么?


是指多个应用程序的ApplicationMaster动态地和ResourceManager进行沟通,不断地申请资源,释放,再申请,再释放资源的过程。


3.Yarn的调度器有哪三种?他们的区别是什么?(重要)


yarn中有三种调度器选择:


FIFO Scheduler(先进先出调度器),


Capacity Scheduler(容量调度器),


Fair Scheduler(均分调度器)


三种调度器区别



hadoop1.x使用的默认调度器就是FIFO。FIFO采用队列方式将一个一个job任务按照时间先后顺序进行服务,比较好理解,哪个任务先进来就先完成它,在继续下一个任务。


hadoop2.x使用的默认调度器是Capacity Scheduler。Capacity Schedule调度器以队列为单位划分资源,队列有独立的资源,队列的结构和资源是可以进行配置的。


Fair Scheduler调度器会为所有job任务动态调整系统资源,且是平均分配的形式,让任务公平的共享集群资源




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