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一、NN和2NN工作机制

1. NameNode中的元数据是存储在哪里的?

首先,我们做个假设,如果存储在NameNode节点的磁盘中,因为经常需要进行随机访问,还有响应客户请求,必然是效率过低。因此,元数据需要存放在内存中。但如果只存在内存中,一旦断电,元数据丢失,整个集群就无法工作了。因此产生在磁盘中备份元数据的FsImage。
image.png

这样又会带来新的问题,当在内存中的元数据更新时,如果同时更新FsImage,就会导致效率过低,但如果不更新,就会发生一致性问题,一旦NameNode节点断电,就会产生数据丢失。因此,引入Edits文件(只进行追加操作,效率很高)。每当元数据有更新或者添加元数据时,修改内存中的元数据并追加到Edits中。这样,一旦NameNode节点断电,可以通过FsImage和Edits的合并,合成元数据。
但是,如果长时间添加数据到Edits中,会导致该文件数据过大,效率降低,而且一旦断电,恢复元数据需要的时间过长。因此,需要定期进行FsImage和Edits的合并,如果这个操作由NameNode节点完成,又会效率过低。因此,引入一个新的节点SecondaryNamenode,专门用于FsImage和Edits的合并。

2. SecondaryNamenode合并日志流程

image.png

  1. 第一阶段:NameNode启动
    1.1 第一次启动NameNode格式化后,创建Fsimage和Edits文件。如果不是第一次启动,直接加载编辑日志和镜像文件到内存。
    1.2 客户端对元数据进行增删改的请求。
    1.3 NameNode记录操作日志,更新滚动日志。
    1.4 NameNode在内存中对元数据进行增删改。
  2. 第二阶段:Secondary NameNode工作
  3. Secondary NameNode询问NameNode是否需要CheckPoint。直接带回NameNode是否检查结果。
  4. Secondary NameNode请求执行CheckPoint。
  5. NameNode滚动正在写的Edits日志。
  6. 将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Secondary NameNode。
  7. Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存,并合并。
  8. 生成新的镜像文件fsimage.chkpoint。
  9. 拷贝fsimage.chkpoint到NameNode。
  10. NameNode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage。

二、Fsimage和Edits解析

1. Fsimage和Edits概念

NameNode被格式化之后,将在/opt/module/hadoop-3.1.3/data/tmp/dfs/name/current目录中产生如下文件
fsimage_0000000000000000000
fsimage_0000000000000000000.md5
seen_txid
VERSION

  1. Fsimage文件:HDFS文件系统元数据的一个永久性的检查点,其中包含HDFS文件系统的所有目录和文件inode的序列化信息。
  2. Edits文件:存放HDFS文件系统的所有更新操作的路径,文件系统客户端执行的所有写操作首先会被记录到Edits文件中。
  3. seen_txid文件保存的是一个数字,就是最后一个edits_的数字
  4. 每次NameNode启动的时候都会将Fsimage文件读入内存,加载Edits里面的更新操作,保证内存中的元数据信息是最新的、同步的,可以看成NameNode启动的时候就将Fsimage和Edits文件进行了合并。

2. oiv 查看 Fsimage 文件

1. 查看oiv和oev命令

[liudd@hadoop102 current]$ hdfs
oiv apply the offline fsimage viewer to an fsimage
oev apply the offline edits viewer to an edits file

2. 基本语法

hdfs oiv -p 文件类型 -i 镜像文件 -o 转换后文件输出路径

3. 案例实操

[liudd@hadoop102 current]$ pwd
/opt/module/hadoop-3.1.3/data/dfs/name/current
[liudd@hadoop102 current]$ hdfs oiv -p xml -i fsimage_0000000000000000237 -o /opt/module/hadoop-3.1.3/fsimage.xml
2021-09-25 16:22:32,371 INFO offlineImageViewer.FSImageHandler: Loading 3 strings
[liudd@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ cat fsimage.xml

image.png

3. oev 查看 Edits 文件

1. 基本语法

hdfs oev -p 文件类型 -i 编辑日志 -o 转换后文件输出路径

2. 案例实操

[liudd@hadoop102 current]$ hdfs oev -p xml -i  edits_0000000000000000238-0000000000000000247 -o /opt/module/hadoop-3.1.3/edit.xml
[liudd@hadoop102 current]$ cat /opt/module/hadoop-3.1.3/edits.xml

image.png

三、CheckPoint 时间设置

1. 2NN间隔多长合并edit和fsimage

通常情况下,SecondaryNameNode 每隔一小时执行一次。

# [hdfs-default.xml]
<property>
 <name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
 <value>3600s</value>
</property> 

2. 2NN检查edit日志满多少和多长检查一次配置

一分钟检查一次操作次数,当操作次数达到 1 百万时,SecondaryNameNode 执行一次。

<property> 
<name>dfs.namenode.checkpoint.txns</name>
 <value>1000000</value>
<description>操作动作次数</description>
</property>
<property>
 <name>dfs.namenode.checkpoint.check.period</name>
 <value>60s</value>
<description> 1 分钟检查一次操作次数</description>
</property

Q.E.D.


只有创造,才是真正的享受,只有拚搏,才是充实的生活。