高可用性的HDFS

第1章 HDFS HA及解决方案

1.1 HDFS系统架构

1.2 HA定义

1.3 HDFS HA原因分析及应对措施

1.3.1 可靠性

1.3.2 可维护性

1.4 现有HDFS HA解决方案

1.4.1 Hadoop的元数据备份方案

1.4.2 Hadoop的SecondaryNameNode方案

1.4.3 Hadoop的Checkpoint ode方案

1.4.4 Hadoop的BackupNode方案

1.4.5 DRDB方案

1.4.6 FaceBook的AvatarNode方案

1.5 方案优缺点比较

第2章 HDFS元数据解析

2.1 概述

2.2 内存元数据结构

2.2.1 INode

2.2.2 Block

2.2.3 BlockInfo和DatanodeDescriptor

2.2.4 小结

2.2.5 代码分析——元数据结构

2.3 磁盘元数据文件

2.4 Format情景分析

2.5 元数据应用场景分析

第3章 Hadoop的元数据备份方案

3.1 运行机制分析 4

3.1.1 NameNode启动加载元数据情景分析

3.1.2 元数据更新及日志写入情景分析

3.1.3 Checkpoint过程情景分析

3.1.4 元数据可靠性机制

3.1.5 元数据一致性机制

3.2 使用说明

第4章 Hadoop的Backup Node方案

4.1 Backup Node概述

4.1.1 系统架构

4.1.2 使用原则

4.1.3 优缺点

4.2 运行机制分析

4.2.1 启动流程

4.2.2 元数据操作情景分析

4.2.3 日志池（journal spool）机制

4.2.4 故障切换机制

4.3 实验方案说明

4.4 构建实验环境

4.4.1 网络拓扑

4.4.2 系统安装及配置

4.4.3 安装JDK

4.4.4 虚拟机集群架设

4.4.5 NameNode安装及配置

4.4.6 Backup Node安装及配置

4.4.7 Data Node安装及配置

4.4.8 Clients安装及配置

4.5 异常解决方案

4.5.1 异常情况分析

4.5.2 NameNode配置

4.5.3 Backup Node配置

4.5.4 Data Node配置

4.5.5 NameNode宕机切换实验

4.5.6 NameNode宕机读写测试

第5章 AvatarNode运行机制

5.1 方案说明

5.1.1 系统架构

5.1.2 思路分析

5.1.3 性能数据

5.2 元数据分析

5.2.1 类FSNamesystem

5.2.2 类FSDirectory

5.2.3 AvatarNode的磁盘元数据文件

5.3 AvatarNode Primary启动过程

5.4 AvatarNode Standby启动过程

5.4.1 AvatarNode的构造方法

5.4.2 Standby线程的run()方法

5.4.3 Ingest线程的run()方法

5.4.4 Ingest线程的ingestFSEdits ()方法

5.4.5 Standby线程的doCheckpoint()方法

5.5 用户操作情景分析

5.5.1 创建目录情景分析

5.5.2 创建文件情景分析

5.6 AvatarNode Standby故障切换过程

5.7 元数据一致性保证机制

5.7.1 元数据目录树信息

5.7.2 Data Node与Block数据块映射信息

5.8 Block更新同步问题

5.8.1 问题描述

5.8.2 结论

5.8.3 源码分析

第6章 AvatarNode使用

6.1 方案说明

6.1.1 网络拓扑

6.1.2 操作系统安装及配置

6.2 使用Avatar打补丁版本

6.2.1 Hadoop源码联机Build

6.2.2 Hadoop源码本地Build

6.2.3 NFS服务器构建

6.2.4 Avatar分发与部署

6.2.5 Primary（namenode0）节点配置

6.2.7 Data Node节点配置

6.2.8 Client节点配置

6.2.9 创建目录

6.2.10 挂载NFS

6.2.11 启动Ucarp

6.2.12 格式化

6.2.13 系统启动

6.2.14 检查

6.2.15 NameNode失效切换写文件实验

6.2.16 NameNode失效切换读文件实验

6.3 Avatar FaceBook版本的使用

6.3.1 Hadoop FaceBook版本安装

6.3.2 节点配置

6.3.3 启动HDFS

6.3.4 NameNode失效切换

第7章 AvatarNode异常解决方案

7.1 测试环境

7.2 Primary失效

7.2.1 解决方案

7.2.2 写操作实验步骤

7.2.3 改进写操作机制

7.2.4 读操作实验步骤

7.2.5 小结

7.3 Standby失效

7.4 NFS失效（数据未损坏）

7.4.1 解决方案

7.4.2 写操作实验步骤

7.4.3 读操作实验步骤

7.4.4 小结 322

7.5 NFS失效（数据已损坏）

7.5.1 解决方案

7.5.2 写操作实验步骤

7.5.3 读操作实验步骤

7.5.4 小结

7.6 Primary先失效，NFS后失效（数据未损坏）

7.6.1 解决方案

7.6.2 写操作实验步骤

7.6.3 读操作实验步骤

7.6.4 小结

7.7 Primary先失效（数据未损坏），NFS后失效（数据损坏）

7.7.1 解决方案

7.7.2 写操作实验步骤

7.7.3 读操作实验步骤

7.7.4 小结

7.8 NFS先失效（数据未损坏），Primary后失效

7.8.1 解决方案

7.8.2 写操作实验步骤

7.8.3 读操作实验步骤

7.8.4 小结

7.9 NFS先失效（数据损坏），Primary后失效（数据损坏）

7.9.1 解决方案

7.9.2 写操作实验步骤

7.9.3 读操作实验步骤

7.9.4 小结

7.10 实验结论

第8章 Cloudera HA NameNode使用

8.1 HA NameNode说明

8.2 CDH4B1版本HDFS集群配置

8.2.1 虚拟机安装

8.2.2 nn1配置

8.2.3 dn1~dn3配置

8.2.4 HDFS集群构建

8.3 HA NameNode配置

8.3.1 nn1配置

8.3.2 其他节点配置

8.4 HA NameNode使用

8.4.1 启动HA HDFS集群

8.4.2 第1次failover

8.4.3 模拟写操作

8.4.4 模拟Active Name Node失效，第2次failover

8.3.5 模拟新的Standby NameNode加入

8.5 小结

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