Middleware ❀ Hadoop功能与使用详解（HDFS+YARN）

1、服务概述

Hadoop是一个开源的分布式计算和存储框架，由Apache基金会开发和维护。Hadoop 为庞大的计算机集群提供可靠的、可伸缩的应用层计算和存储支持，它允许使用简单的编程模型跨计算机群集分布式处理大型数据集，并且支持在单台计算机到几千台计算机之间进行扩展。

Hadoop使用Java开发，所以可以在多种不同硬件平台的计算机上部署和使用。其核心部件包括分布式文件系统 (Hadoop DFS，HDFS) 和MapReduce。

1.1 HDFS

Hadoop Distributed File System，Hadoop分布式文件系统，简称HDFS

1.1.1 架构解析

1.1.1.1 Block 数据块

• 基本存储单元，1.x版本默认64M，2.x版本之后默认128M；
• 单个文件会被拆分成为一个个大小相同的块数据，存储在不同的机器上，当一个文件小于Block设置的大小，那么实际占用的空间为其文件的大小；
• 基本读写单位，类似于磁盘的页，每次都是读写一个块；
• 每个块都会被复制到多个机器上，默认副本数量为3。

Hadoop 1.x版本默认为64M，Hadoop 2.x版本之后默认为128M。

• 减少搜索时间，一般情况下硬盘传输速率比寻道时间更快，较大的块可以减少寻道时间；
• 减少管理块的数据开销，每个块都需要在NameNode上有对应记录，数量少可以减少这些记录；
• 对较大的数据块进行读写，可以降低网络通信的次数和成本。

1.1.1.2 NameNode 名称节点

• 存储文件的metadata，运行时所有数据都保存到内存（因此推荐部署节点性能内存偏大），整个HDFS可存储的文件数受限于NameNode的内存大小；
• NameNode主要存放文件系统树及所有文件、目录的元数据。元数据持久化为2种形式：namespcae image 镜像文件 + edit log 日志文件，持久化数据中不包括Block所在的节点列表，及文件的Block分布在集群中的哪些节点上，这些信息是在系统重启的时候重新构建（通过Datanode汇报的Block信息）。
• 一个Block在NameNode中对应一条记录（一般一个Block占用150字节），如果是大量的小文件，会消耗大量内存；同时map task的数量是由splits来决定的，所以用MapReduce处理大量的小文件时，就会产生过多的map task，线程管理开销将会增加作业时间；处理大量小文件的速度远远小于处理同等大小的大文件的速度。因此Hadoop建议存储大文件；
• 数据会定时保存到本地磁盘，但不保存Block的位置信息，而是由DataNode注册时上报和运行时维护（NameNode中与DataNode相关的信息并不保存到NameNode的文件系统中，而是NameNode每次重启后，动态重建）；
• NameNode失效则整个HDFS都会失效，因此优先保证NameNode的可用性，HDFS针对单点故障提供了2种解决机制： 备份持久化元数据 / 使用Secondary NameNode。

1.1.1.3 Secondary NameNode 第二名称节点

SecondaryNameNode有两个作用：一是镜像备份，二是日志与镜像的定期合并。两个过程同时进行，称为checkpoint。

镜像备份：定期备份fsimage文件；

Checkpoint：将日志与镜像的定期合并操作，避免edit log过大，通过创建检查点checkpoint来合并（合并周期与镜像大小可以通过core-site.xml设置）。它会维护一个合并后的namespace image副本， 可用于在Namenode完全崩溃时恢复数据，因此SNN并非是NN的备用节点，并不会再NN异常时主动切换。具体流程如下：

• SecondaryNameNode通知NameNode准备提交edits文件，此时主节点产生edits.new；
• SecondaryNameNode通过http get方式获取NameNode的fsimage与edits文件（在SecondaryNameNode的current同级目录下可见到 temp.check-point或者previous-checkpoint目录，这些目录中存储着从namenode拷贝来的镜像文件）；
• SecondaryNameNode开始合并获取的上述两个文件，产生一个新的fsimage文件fsimage.ckpt；
• SecondaryNameNode用http post方式发送fsimage.ckpt至NameNode；
• NameNode将fsimage.ckpt与edits.new文件分别重命名为fsimage与edits，然后更新fstime，整个checkpoint过程到此结束。 在新版本的hadoop中（hadoop0.21.0）,SecondaryNameNode两个作用被两个节点替换， checkpoint node与backup node. SecondaryNameNode备份由三个参数控制fs.checkpoint.period控制周期，fs.checkpoint.size控制日志文件超过多少大小时合并， dfs.http.address表示http地址，这个参数在SecondaryNameNode为单独节点时需要设置。

Secondary Namenode通常运行在另一台机器，因为合并操作需要耗费大量的CPU和内存。其数据落后于Namenode，因此当Namenode完全崩溃时，会出现数据丢失问题。 通常做法是拷贝NFS中的备份元数据到Secondary NameNode，将其作为新的Namenode。

1.1.1.4 DataNode 数据节点

• 存储具体的Block数据；
• 负责数据的读写操作和复制操作；
• DataNode启动时会向NameNode报告当前存储的数据块信息，后续也会定时报告修改信息；
• DataNode之间会进行通信，复制数据块，保证数据的冗余性；

1.1.1.5 Block Caching 块缓存

DataNode通常直接从磁盘读取数据，但是频繁使用的Block可以在内存中缓存。

默认情况下，一个Block只有一个数据节点会缓存。但是可以针对每个文件设置个性化配置，作业调度器可以利用缓存提升性能，例如MapReduce可以把任务运行在有Block缓存的节点上，用户或者应用可以向NameNode发送缓存指令（缓存哪个文件，缓存多久）， 缓存池的概念用于管理一组缓存的权限和资源。

1.1.1.6 HDFS Federation 联邦

我们知道NameNode的内存会制约文件数量，HDFS Federation提供了一种横向扩展NameNode的方式。在Federation模式中，每个NameNode管理命名空间的一部分，例如一个NameNode管理/user目录下的文件， 另一个NameNode管理/share目录下的文件。
每个NameNode管理一个namespace volumn，所有volumn构成文件系统的元数据。每个NameNode同时维护一个Block Pool，保存Block的节点映射等信息。各NameNode之间是独立的，一个节点的失败不会导致其他节点管理的文件不可用。
客户端使用mount table将文件路径映射到NameNode。mount table是在Namenode群组之上封装了一层，这一层也是一个Hadoop文件系统的实现，通过viewfs:协议访问。

1.1.1.7 Rack Awareness 机架感知

参考官网文章

在读取和写入的过程中，namenode在分配Datanode的时候，会考虑节点之间的距离。HDFS中距离没有
采用带宽来衡量，因为实际中很难准确度量两台机器之间的带宽。
Hadoop把机器之间的拓扑结构组织成树结构，并且用到达公共父节点所需跳转数之和作为距离。事实上这是一个距离矩阵的例子。下面的例子简明地说明了距离的计算：

• 同一数据中心，同一机架，同一节点距离为0；
• 同一数据中心，同一机架，不同节点距离为2；
• 同一数据中心，不同机架，不同节点距离为4；
• 不同数据中心，不同机架，不同节点距离为6。

注意：Hadoop集群的拓扑结构需要手动配置，如果没配置，Hadoop默认所有节点位于同一个数据中心的同一机架上！

1.1.2 读写操作与可靠性

1.1.2.1 写操作

• 客户端将文件写入本地磁盘的HDFS Client文件中；
• 当临时文件大小达到一个Block大小时，HDFS Client通知NameNode申请写入文件；
• NameNode在HDFS的文件系统中创建一个文件，并把该Block ID和要写入的DataNode列表返回给HDFS Client；
• HDFS Client收到这个信息后，将文件内容写入第一个DataNode（一般以4Kb单位进行传输，集群读写操作时缓冲区大小可在core-site.xml配置io.file.buffer.size）；
• 当第一个DataNode接收后，将数据写入本地磁盘，同时传输给第二个DataNode，以此类推当第三个DataNode写入本地磁盘（默认副本数量为3），数据在DataNode之间是通过pipeline的方式进行复制的；
• 当写入操作完成后，DataNode会发现一个确认给前一个DataNode，最后由第一个DataNode返回确认写入完成给HDFS Client；
• 当HDFS Client接收到这个确认写入数据后，会向NameNode发送一个最终的确认；
• 当某个DataNode写入失败时，数据会继续写入其他的DataNode，然后NameNode会寻找另一个正常的DataNode继续复制，以保证数据副本数；
• 每个Block都会有一个校验码，并存储在独立的文件中，以便读操作时校验其完整性；
• 文件写完后（HDFS Client关闭），NameNode提交文件（这时文件才可见，如果提交前，NameNode垮掉，那文件也就丢失了。fsync：只保证数据的信息写到NameNode上，但并不保证数据已经被写到DataNode中）。

1.1.2.2 读操作

• HDFS Client向NameNode发送读请求；
• NameNode返回文件的所有Block和这些Block所在的DataNodes（包括复制节点）；
• 客户端直接从DataNode中读取数据，如果该DataNode读取失败（DataNode失效或校验码不对），则从复制节点中读取（如果读取的数据就在本机，则直接读取，否则通过网络读取）。

1.1.2.3 可靠性

• 多副本机制：DataNode中存储的Block均拥有多个副本数，默认为3，支持在hdfs-site.xml中设置。
• 机架感知：通过节点之间发送一个数据包,来感应它们是否在同一个机架，不同副本存放在不同机架上节点。
• 心跳机制：NameNode周期性从DataNode接受心跳信息和块报告，NameNode根据块报告验证元数据，没有按时发送心跳的DataNode会被标记为宕机，NameNode不会发送任何I/O请求到异常节点，若是DataNode失效造成副本数不足设定值，NameNode会在合适的时机重新下发复制操作到正常的DataNode。
• 安全模式：NameNode启动时会先经过一个"安全模式"阶段，安全模式阶段不会产生数据写操作，在此阶段NameNode收集各个DataNode的报告，当数据块达到最小副本数以上时，会被认为是"安全"的，在一定比例（支持自定义设置）的数据块被确定为"安全" 后，在过若干时间后安全模式结束；当检测到副本数不足的数据块时，该数据块会被复制，直到满足最小副本数要求。
• 校验机制：在文件创立时,每个数据块都产生效验和，效验和会作为单独一个隐藏文件保存在命名空间下，客户端获取数据时可以检查效验和是否相同，从而发现数据块是否损坏，如果正在读取的数据块损坏，则可以继续读取其他副本。
• 回收站：删除文件时，其实是放入回收站 /trash路径，回收站里的文件支持快速恢复，支持设置一个时间阈值，当回收站里文件的存放时间超过了这个阈值，就被彻底删除，并且释放占用的数据块；
• 元数据保护：映像文件和事物日志是NameNode的核心数据，可配置为多副本，副本会降低NameNode的处理速度，但是会增加安全性，NameNode依然是单点，弱发生故障需要手工进行切换。

1.1.3 NameNode元数据解析

元数据持久化为2种形式：namespcae image 镜像文件 + edit log 日志文件，存储路径通过在core-site.xml配置文件里设置参数hadoop.tmp.dir的值。

可以看到在dfs文件下的name目录存放edits与fsimage文件，其内容均为二进制，无法直接查看（由于数据量较大，因此HDFS取消了编码效果，可以通过工具查看）

$ hdfs oev -i <edits/fsimage_file> -o <tmp_file.xml>
# 将二进制文件输出为xml格式文件查看，文件路径和名称支持自定义

1.2 YARN

1.2.1 架构演变

Hadoop 1.x 架构

• JobTracker: 负责资源管理，跟踪资源消耗和可用性，作业生命周期管理（调度作业任务，跟踪进度，为任务提供容错）；
• TaskTracker: 加载或关闭任务，定时报告任务状态。

此架构会有以下问题：

• JobTracker是MapReduce的集中处理点，存在单点故障风险；
• JobTracker完成了太多的任务，造成了过多的资源消耗，当MapReduce job非常多的时候，会造成很大的内存开销。这也是业界普遍总结出老Hadoop的 MapReduce只能支持4000节点主机的上限；
• 在TaskTracker端，以Map/Reduce Task的数目作为资源的表示过于简单，没有考虑到CPU/Mem的占用情况，如果两个大内存消耗的Task被调度到了一块，很容易出现OOM风险；
• 在TaskTracker端，把资源强制划分为Map Task Slot 和Reduce Task Slot , 如果当系统中只有Map Task 或者只有Reduce Task的时候，会造成资源的浪费，也就集群资源利用的问题。

Hadoop 2.x 架构

YARN就是将JobTracker的职责进行拆分，将资源管理和任务调度监控拆分成独立的进程：一个全局的资源管理和一个每个作业的管理（ApplicationMaster）ResourceManager和NodeManager提供了计算资源的分配和管理，而ApplicationMaster则完成应用程序的运行。

• ResourceManager: 全局资源管理和任务调度；
• NodeManager: 单个节点的资源管理和监控；
• ApplicationMaster: 单个作业的资源管理和任务监控；
• Container: 资源申请的单位和任务运行的容器。

两种版本架构对比

YARN架构下形成了一个通用的资源管理平台和一个通用的应用计算平台，避免了旧架构的单点问题和资源利用率问题，同时也让运行的应用不再局限于MapReduce形式。

1.2.2 基本流程

• Job submission 提交Job：从ResourceManager中获取一个Application ID检查作业输出配置，计算输入分片copy job资源（job jar、配置文件、分片信息）到HDFS，以便后面任务的执行；
• Job initialization 初始化job：ResourceManager将作业递交给Scheduler（有很多调度算法，一般是根据优先级）Scheduler为作业分配一个Container，ResourceManager就加载一个Application master process并交给NodeManager；管理ApplicationMaster主要是创建一系列的监控进程来跟踪作业的进度，同时获取输入分片，为每一个分片创建一个Map task和相应的reduce task，Application Master还决定如何运行作业，如果作业很小（可配置），则直接在同一个JVM下运行；
• Task assignment 任务分配：ApplicationMaster向Resource Manager申请资源（一个个的Container，指定任务分配的资源要求）一般是根据data locality来分配资源；
• Task execution 任务执行：ApplicationMaster根据ResourceManager的分配情况，在对应的NodeManager中启动Container从HDFS中读取任务所需资源（job jar，配置文件等），然后执行该任务
• Progress and status update 进度与状态更新：定时将任务的进度和状态报告给ApplicationMaster Client定时向ApplicationMaster获取整个任务的进度和状态
• Job completion 任务完成：Client定时检查整个作业是否完成，作业完成后会自动清空临时文件、目录等。

1.2.3 进程组件

YARN将JobTracker拆分为四个组件 + 一个故障组件。

1.2.3.1 ResourceManager 资源管理

负责全局的资源管理和任务调度，把整个集群当成计算资源池，只关注分配，不负责应用与容错。

资源管理

• 以前资源是每个节点分成一个个的Map slot和Reduce slot，现在是一个个Container，每个Container可以根据需要运行ApplicationMaster、Map、Reduce或者任意的程序；
• 以前的资源分配是静态的，目前是动态的，资源利用率更高；
• Container是资源申请的单位，一个资源申请格式：<resource-name, priority, resource-requirement, number-of-containers>，resource-name：主机名、机架名或*（代表任意机器）, resource-requirement：目前只支持CPU和内存；
• 用户提交作业到ResourceManager，然后在某个NodeManager上分配一个Container来运行ApplicationMaster，ApplicationMaster再根据自身程序需要向ResourceManager申请资源；
• YARN有一套Container的生命周期管理机制，而ApplicationMaster和其Container之间的管理是应用程序自己定义的。

任务调度

• 只关注资源的使用情况，根据需求合理分配资源；
• Scheluer可以根据申请的需要，在特定的机器上申请特定的资源（ApplicationMaster负责申请资源时的数据本地化的考虑，ResourceManager将尽量满足其申请需求，在指定的机器上分配Container，从而减少数据移动）。

内部结构

• Client Service: 应用提交、终止、输出信息（应用、队列、集群等的状态信息）；
• Adaminstration Service: 队列、节点、Client权限管理；
• ApplicationMasterService: 注册、终止ApplicationMaster, 获取ApplicationMaster的资源申请或取消的请求，并将其异步地传给Scheduler, 单线程处理；
• ApplicationMaster Liveliness Monitor: 接收ApplicationMaster的心跳消息，如果某个ApplicationMaster在一定时间内没有发送心跳，则被任务失效，其资源将会被回收，然后ResourceManager会重新分配一个ApplicationMaster运行该应用（默认尝试2次）；
• Resource Tracker Service: 注册节点, 接收各注册节点的心跳消息；
• NodeManagers Liveliness Monitor: 监控每个节点的心跳消息，如果长时间没有收到心跳消息，则认为该节点无效, 同时所有在该节点上的Container都标记成无效，也不会调度任务到该节点运行；
• ApplicationManager: 管理应用程序，记录和管理已完成的应用；
• ApplicationMaster Launcher: 一个应用提交后，负责与NodeManager交互，分配Container并加载ApplicationMaster，也负责终止或销毁；
• YarnScheduler: 资源调度分配， 有FIFO(with Priority)，Fair，Capacity方式；
• ContainerAllocationExpirer: 管理已分配但没有启用的Container，超过一定时间则将其回收。

1.2.3.2 NodeManager 节点管理

Node节点下的Container管理。

• 启动时向ResourceManager注册并定时发送心跳消息，等待ResourceManager的指令；
• 监控Container的运行，维护Container的生命周期，监控Container的资源使用情况；
• 启动或停止Container，管理任务运行时的依赖包（根据ApplicationMaster的需要，启动Container之前将需要的程序及其依赖包、配置文件等拷贝到本地）

内部结构

• NodeStatusUpdater: 启动向ResourceManager注册，报告该节点的可用资源情况，通信的端口和后续状态的维护；

• ContainerManager: 接收RPC请求（启动、停止），资源本地化（下载应用需要的资源到本地，根据需要共享这些资源）

  PUBLIC: /filecache

  PRIVATE: /usercache//filecache

  APPLICATION: /usercache//appcache//（在程序完成后会被删除）

• ContainersLauncher: 加载或终止Container；

• ContainerMonitor: 监控Container的运行和资源使用情况；

• ContainerExecutor: 和底层操作系统交互，加载要运行的程序。

1.2.3.3 ApplicationMaster 应用管理

单个作业的资源管理和任务监控。

功能描述

• 计算应用的资源需求，资源可以是静态或动态计算的，静态的一般是Client申请时就指定了，动态则需要ApplicationMaster根据应用的运行状态来决定；
• 根据数据来申请对应位置的资源（Data Locality）；
• 向ResourceManager申请资源，与NodeManager交互进行程序的运行和监控，监控申请的资源的使用情况，监控作业进度；
• 跟踪任务状态和进度，定时向ResourceManager发送心跳消息，报告资源的使用情况和应用的进度信息；
• 负责本作业内的任务的容错。

ApplicationMaster可以是用任何语言编写的程序，它和ResourceManager和NodeManager之间是通过ProtocolBuf交互，以前是一个全局的JobTracker负责的，现在每个作业都一个，可伸缩性更强，至少不会因为作业太多，造成JobTracker瓶颈。同时将作业的逻辑放到一个独立的ApplicationMaster中，使得灵活性更加高，每个作业都可以有自己的处理方式，不用绑定到MapReduce的处理模式上。

一般的MapReduce是根据Block数量来定Map和Reduce的计算数量，然后一般的Map或Reduce就占用一个Container；数据本地化是通过HDFS的Block分片信息获取的。

1.2.3.4 Container 容器

• 基本的资源单位（CPU、内存等）；
• Container可以加载任意程序，而且不限于Java；
• 一个Node可以包含多个Container，也可以是一个大的Container；
• ApplicationMaster可以根据需要，动态申请和释放Container。

1.2.3.5 Failover 故障处理

Job任务失败

• 运行时异常或者JVM退出都会报告给ApplicationMaster；

• 通过心跳来检查挂住的任务(timeout)，会检查多次（可配置）才判断该任务是否失效；

• 一个作业的任务失败率超过配置，则认为该作业失败；

• 失败的任务或作业都会有ApplicationMaster重新运行。

ApplicationMaster失败

• ApplicationMaster定时发送心跳信号到ResourceManager，通常一旦ApplicationMaster失败，则认为失败，但也可以通过配置多次后才失败；
• 一旦ApplicationMaster失败，ResourceManager会启动一个新的ApplicationMaster；
• 新的ApplicationMaster负责恢复之前错误的ApplicationMaster的状态(yarn.app.mapreduce.am.job.recovery.enable=true)，这一步是通过将应用运行状态保存到共享的存储上来实现的，ResourceManager不会负责任务状态的保存和恢复；
• Client也会定时向ApplicationMaster查询进度和状态，一旦发现其失败，则向ResouceManager询问新的ApplicationMaster。

NodeManager失败

• NodeManager定时发送心跳到ResourceManager，如果超过一段时间没有收到心跳消息，ResourceManager就会将其移除；
• 任何运行在该NodeManager上的任务和ApplicationMaster都会在其他NodeManager上进行恢复；
• 如果某个NodeManager失败的次数太多，ApplicationMaster会将其加入黑名单（ResourceManager没有），任务调度时不在其上运行任务。

ResourceManager失败

• 通过checkpoint机制，定时将其状态保存到磁盘，然后失败的时候，重新运行；
• 通过zookeeper同步状态和实现透明的HA。

1.3 MapReduce

MapReduce的思想就是“分而治之”，Map负责 分，Reduce负责 治。

一种分布式的计算方式指定一个Map函数，用来把一组键值对映射成一组新的键值对，指定并发的Reduce（归约）函数，用来保证所有映射的键值对中的每一个共享相同的键组。

map: (K1, V1) → list(K2, V2) combine: (K2, list(V2)) → list(K2, V2) reduce: (K2, list(V2)) → list(K3, V3)

MapReduce主要是先读取文件数据，然后进行Map处理，接着Reduce处理，最后把处理结果写到文件中，因此Map输出格式和Reduce输入格式一定是相同的。

1.3.1 Map

Mapper负责“分”，即把复杂的任务分解为若干个“简单的任务”来处理。“简单的任务”包含三层含义：

• 数据或计算的规模相对原任务要大大缩小；
• 就近计算，即任务会分配到存放着所需数据的节点上进行计算；
• 并行计算，彼此间几乎没有依赖关系。

1.3.2 Reduce

Reducer负责对map阶段的结果进行汇总。至于需要多少个Reducer，用户可以根据具体问题，通过在mapred-site.xml配置文件里设置参数mapred.reduce.tasks的值，默认为1。

1.3.3 读取数据

通过InputFormat决定读取的数据的类型，然后拆分成一个个InputSplit，每个InputSplit对应一个Map处理，RecordReader读取InputSplit的内容给Map。

1.3.3.1 InputFormat 输入格式化

决定读取数据的格式，可以是文件或数据库等。

• 验证作业输入的正确性，如格式等；
• 将输入文件切割成逻辑分片(InputSplit)，一个InputSplit将会被分配给一个独立的Map任务；
• 提供RecordReader实现，读取InputSplit中的"K-V对"供Mapper使用。

1.3.3.2 InputSplit 输入分割

代表一个个逻辑分片，并没有真正存储数据，只是提供了一个如何将数据分片的方法，Split内有Location信息，利于数据局部化，一个InputSplit给一个单独的Map处理。

1.3.3.3 RecordReader 记录读者

将InputSplit拆分成一个个<key,value>对给Map处理，也是实际的文件读取分隔对象</key,value>。

1.3.3.4 Mapper 映射器

主要是读取InputSplit的每一个Key,Value对并进行处理

1.3.3.5 Shuffle 清洗器

对Map的结果进行排序并传输到Reduce进行处理 Map的结果并不是直接存放到硬盘,而是利用缓存做一些预排序处理 Map会调用Combiner，压缩，按key进行分区、排序等，尽量减少结果的大小 每个Map完成后都会通知Task，然后Reduce就可以进行处理。

2、配置文件常用参数

[root@master hadoop]# ll
total 116
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 bin
drwxr-xr-x 3 1024 1024  4096 Jul 29  2022 etc
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 include
drwxr-xr-x 3 1024 1024  4096 Jul 29  2022 lib
drwxr-xr-x 4 1024 1024  4096 Jul 29  2022 libexec
-rw-rw-r-- 1 1024 1024 24707 Jul 29  2022 LICENSE-binary
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 licenses-binary
-rw-rw-r-- 1 1024 1024 15217 Jul 17  2022 LICENSE.txt
-rw-rw-r-- 1 1024 1024 29473 Jul 17  2022 NOTICE-binary
-rw-rw-r-- 1 1024 1024  1541 Apr 22  2022 NOTICE.txt
-rw-rw-r-- 1 1024 1024   175 Apr 22  2022 README.txt
drwxr-xr-x 3 1024 1024  4096 Jul 29  2022 sbin
drwxr-xr-x 4 1024 1024  4096 Jul 29  2022 share[root@master hadoop]# ll etc/hadoop/
total 180
-rw-r--r-- 1 1024 1024  9213 Jul 29  2022 capacity-scheduler.xml
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1335 Jul 29  2022 configuration.xsl
-rw-r--r-- 1 1024 1024  2567 Jul 29  2022 container-executor.cfg
-rw-r--r-- 1 1024 1024   970 Jul 11 14:08 core-site.xml												# 核心站点配置
-rw-r--r-- 1 1024 1024  3999 Jul 29  2022 hadoop-env.cmd
-rw-r--r-- 1 1024 1024 16721 Jul 11 14:15 hadoop-env.sh												# Hadoop环境变量
-rw-r--r-- 1 1024 1024  3321 Jul 29  2022 hadoop-metrics2.properties
-rw-r--r-- 1 1024 1024 11765 Jul 29  2022 hadoop-policy.xml
-rw-r--r-- 1 1024 1024  3414 Jul 29  2022 hadoop-user-functions.sh.example
-rw-r--r-- 1 1024 1024   683 Jul 29  2022 hdfs-rbf-site.xml
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1040 Jul 11 14:02 hdfs-site.xml												# HDFS配置
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1484 Jul 29  2022 httpfs-env.sh
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1657 Jul 29  2022 httpfs-log4j.properties
-rw-r--r-- 1 1024 1024   620 Jul 29  2022 httpfs-site.xml
-rw-r--r-- 1 1024 1024  3518 Jul 29  2022 kms-acls.xml
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1351 Jul 29  2022 kms-env.sh
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1860 Jul 29  2022 kms-log4j.properties
-rw-r--r-- 1 1024 1024   682 Jul 29  2022 kms-site.xml
-rw-r--r-- 1 1024 1024 13700 Jul 29  2022 log4j.properties
-rw-r--r-- 1 1024 1024   951 Jul 29  2022 mapred-env.cmd
-rw-r--r-- 1 1024 1024  1764 Jul 29  2022 mapred-env.sh												# MapReduce环境变量
-rw-r--r-- 1 1024 1024  4113 Jul 29  2022 mapred-queues.xml.template
-rw-r--r-- 1 1024 1024   758 Jul 29  2022 mapred-site.xml											# MapReduce配置
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 shellprofile.d
-rw-r--r-- 1 1024 1024  2316 Jul 29  2022 ssl-client.xml.example
-rw-r--r-- 1 1024 1024  2697 Jul 29  2022 ssl-server.xml.example
-rw-r--r-- 1 1024 1024  2681 Jul 29  2022 user_ec_policies.xml.template
-rw-r--r-- 1 1024 1024    10 Jul 29  2022 workers
-rw-r--r-- 1 1024 1024  2250 Jul 29  2022 yarn-env.cmd
-rw-r--r-- 1 1024 1024  6329 Jul 29  2022 yarn-env.sh													# YARN环境变量
-rw-r--r-- 1 1024 1024  2591 Jul 29  2022 yarnservice-log4j.properties
-rw-r--r-- 1 1024 1024   690 Jul 29  2022 yarn-site.xml												# YARN配置

2.1 core-site.xml

• hadoop.tmp.dir：数据临时存放目录，默认/tmp/hadoop-${user.name}；
• fs.defaultFS：定义HDFS文件系统的主机信息与端口号，hdfs://[ip|hostname]:port，hadoop1.x默认端口9000，hadoop2.x默认端口8020；
• io.file.buffer.size：集群读写操作时缓冲区大小，默认4K；

2.2 hdfs-site.xml

• dfs.namenode.name.dir：DFS 名称节点在文件系统内存储名称表 fsimage 的路径，多个目录使用逗号间隔，名称表会复制存储到所有目录中，默认为file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/name；
• dfs.datanode.data.dir：DFS 数据节点在文件系统内存储数据的路径，多个目录使用逗号间隔，数据将存储在所有目录中，通常存储在不同设备上，默认为file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/data；
• dfs.replication：DFS 数据库的副本数量，默认为3；
• dfs.blocksize：文件系统中块大小，以字节为单位，可以使用k/m/g/t/p/e指定大小，默认为128M；
• dfs.namenode.http-address：WebHDFS UI监听地址与端口，默认为0.0.0.0:50070；
• dfs.webhdfs.enabled：是否启用WebHDFS UI，默认为false，开启为true；
• fs.checkpoint.period：多长时间记录一次hdfs的镜像，默认1小时；
• fs.checkpoint.size：一次记录多大的size的镜像，默认64M。

2.3 mapred-site.xml

若是在etc/hadoop/目录下没有mapred-site.xml文件，倒是有一个mapred-site.xml.template样板，可以复制一份进行修改配置。

• mapreduce.framework.name：指定执行MapReduce作业的运行时框架，属性值可以是local，classic或yarn；
• mapreduce.jobhistory.address：指定查看运行完mapreduce程序的服务器的IP协议的主机名和端口号，默尔为0.0.0.0:10020；
• mapreduce.jobhistory.webapp.address：指定使用WebUI查看mapreduce程序的主机名和端口号，默认为0.0.0.0:19888；

2.4 yarn-site.xml

• yarn.nodemanager.aux-services：指定在进行mapreduce作业时，yarn使用mapreduce_shuffle混洗技术；
• yarn.nodemanager.aux-services.mapreduce_shuffle.class：指定混洗技术对应的字节码文件，value = org.apache.hadoop.mapred.ShuffleHandler；
• yarn.resourcemanager.hostname：指定resourcemanager的主机名，默认为0.0.0.0；
• yarn.resourcemanager.address：指定在RM中的应用程序管理器接口的地址，默认为${yarn.resourcemanager.hostname}:8032；
• yarn.resourcemanager.scheduler.address：指定RM调度程序接口的地址，默认为${yarn.resourcemanager.hostname}:8030；
• yarn.resourcemanager.resource-tracker.address：指定RM下的resource-tracker的地址，默认为${yarn.resourcemanager.hostname}:8031；
• yarn.resourcemanager.admin.address：指定RM管理界面的地址，默认为${yarn.resourcemanager.hostname}:8033；
• yarn.resourcemanager.webapp.address：指定RM的web访问的地址，默认为${yarn.resourcemanager.hostname}:8088；

3、环境安装

3.1 安装包下载

官网安装包下载链接：https://hadoop.apache.org/releases.html，下载二进制文件即可。

3.2 单机部署

Hadoop单机部署的情况下没有太大必要部署YARN服务，只是单纯部署HDFS作为测试环境完成实验即可。

[root@master tar]# tar -xf hadoop-3.3.4.tar.gz -C /middleware/
[root@master tar]# cd /middleware/
[root@master middleware]# ln -s hadoop-3.3.4/ hadoop[root@master middleware]# cd hadoop
[root@master hadoop]# ll
total 116
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 bin
drwxr-xr-x 3 1024 1024  4096 Jul 29  2022 etc
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 include
drwxr-xr-x 3 1024 1024  4096 Jul 29  2022 lib
drwxr-xr-x 4 1024 1024  4096 Jul 29  2022 libexec
-rw-rw-r-- 1 1024 1024 24707 Jul 29  2022 LICENSE-binary
drwxr-xr-x 2 1024 1024  4096 Jul 29  2022 licenses-binary
-rw-rw-r-- 1 1024 1024 15217 Jul 17  2022 LICENSE.txt
-rw-rw-r-- 1 1024 1024 29473 Jul 17  2022 NOTICE-binary
-rw-rw-r-- 1 1024 1024  1541 Apr 22  2022 NOTICE.txt
-rw-rw-r-- 1 1024 1024   175 Apr 22  2022 README.txt
drwxr-xr-x 3 1024 1024  4096 Jul 29  2022 sbin
drwxr-xr-x 4 1024 1024  4096 Jul 29  2022 share[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/hadoop-env.sh 
export JAVA_HOME=/middleware/jdkexport HDFS_NAMENODE_USER=root
export HDFS_DATANODE_USER=root
export HDFS_SECONDARYNAMENODE_USER=root
export YARN_RESOURCEMANAGER_USER=root
export YARN_NODEMANAGER_USER=root[root@master hadoop]# source etc/hadoop/hadoop-env.sh 
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop version
Hadoop 3.3.4
Source code repository https://github.com/apache/hadoop.git -r a585a73c3e02ac62350c136643a5e7f6095a3dbb
Compiled by stevel on 2022-07-29T12:32Z
Compiled with protoc 3.7.1
From source with checksum fb9dd8918a7b8a5b430d61af858f6ec
This command was run using /middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/common/hadoop-common-3.3.4.jar[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/core-site.xml  
<configuration><property><name>fs.defaultFS</name><value>hdfs://localhost:9000</value></property><property><name>hadoop.tmp.dir</name><value>/middleware/hadoop/</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/hdfs-site.xml 
<configuration><property><name>dfs.replication</name><value>1</value></property><property><name>dfs.webhdfs.enabled</name><value>true</value></property><property><name>dfs.namenode.http-address</name><value>0.0.0.0:50070</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# bin/hdfs namenode -format
～
/************************************************************
SHUTDOWN_MSG: Shutting down NameNode at master/9.134.244.180
************************************************************/[root@master hadoop]# tree dfs/
dfs/
└── name└── current├── fsimage_0000000000000000000├── fsimage_0000000000000000000.md5├── seen_txid└── VERSION2 directories, 4 files[root@master hadoop]# ./sbin/start-dfs.sh
WARNING: HADOOP_SECURE_DN_USER has been replaced by HDFS_DATANODE_SECURE_USER. Using value of HADOOP_SECURE_DN_USER.
Starting namenodes on [localhost]
Last login: Tue Jul 11 13:55:17 CST 2023 from 10.95.19.138 on pts/0
localhost: ssh: connect to host localhost port 22: Connection refused
Starting datanodes
Last login: Tue Jul 11 14:10:44 CST 2023 on pts/0
localhost: ssh: connect to host localhost port 22: Connection refused
Starting secondary namenodes [master]
Last login: Tue Jul 11 14:10:44 CST 2023 on pts/0
master: ssh: connect to host master port 22: Connection refused[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/hadoop-env.sh
export HADOOP_SSH_OPTS="-p 36000"[root@master hadoop]# ./sbin/start-dfs.sh

3.3 集群部署(推荐)

环境准备：JDK安装与升级 + 集群免密登录。

# 制作密钥文件（持续回车保持默认配置）
[root@master hadoop]# ssh-keygen -t rsa -b 4096								# t为加密算法类型，b为秘钥长度
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 			# 秘钥文件存储位置
Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:FbNOpySF2pNAo2vR9L53bm91fSgJf/MYnHBwTenf35o [e-mail]
The key's randomart image is:
+---[RSA 4096]----+
|     .+  .+    oo|
|     +.o.. +. ...|
|    o .+o.= .o.  |
|     o..+*.o. .. |
|    o   S.oo = o+|
|   .     .  + B B|
|        . . .o *=|
|         . o. o.+|
|           ..oE. |
+----[SHA256]-----+# 集群节点互相发放密钥文件，首次发放需要进行登录密码验证，三台机器共计发放秘钥文件六次（本机不需要发送到本机）
[root@master hadoop]# ssh-copy-id master
[root@master hadoop]# ssh-copy-id node1
[root@master hadoop]# ssh-copy-id node2# 配置hosts，将IP替换为当前环境下地址即可
[root@master hadoop]# vim /etc/hosts 
# [hadoop_cluster]
$ip1 master
$ip2 node1
$ip3 node2

3.3.1 HDFS

3.3.1.1 部署

# 解压过程省略
[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/hadoop-env.sh
export JAVA_HOME=/middleware/jdk
export HADOOP_SSH_OPTS="-p 36000"export HDFS_NAMENODE_USER=root
export HDFS_DATANODE_USER=root
export HDFS_SECONDARYNAMENODE_USER=root
export YARN_RESOURCEMANAGER_USER=root
export YARN_NODEMANAGER_USER=root[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/core-site.xml
<configuration><!--指定HDFS的数量--><property><name>dfs.replication</name><value>3</value></property><!--secondary namenode 所在主机的IP和端口--><property><name>dfs.namenode.secondary.http-address</name><value>node1:50090</value></property><property><name>dfs.namenode.http-address</name><value>master:50090</value></property><property><name>dfs.webhdfs.enabled</name><value>true</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/hdfs-site.xml
<configuration><!--指定HDFS的数量--><property><name>dfs.replication</name><value>3</value></property><!--secondary namenode 所在主机的IP和端口--><property><name>dfs.namenode.secondary.http-address</name><value>node1:50090</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/mapred-site.xml
<configuration><property><name>mapreduce.framework.name</name><value>yarn</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/yarn-site.xml
<configuration><property><name>yarn.nodemanager.aux-services</name><value>mapreduce_shuffle</value></property><property><name>yarn.resourcemanager.resource-tracker.address</name><value>master:8031</value></property><property><name>yarn.resourcemanager.address</name><value>master:8032</value></property><property><name>yarn.resourcemanager.scheduler.address</name><value>master:8034</value></property><property><name>yarn.resourcemanager.webapp.address</name><value>master:8088</value></property><property><name>yarn.log-aggregation-enable</name><value>true</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# vim workers 
master
node1
node2# 格式化HDFS
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs namenode -format
~
/************************************************************
SHUTDOWN_MSG: Shutting down NameNode at master/9.134.244.180
************************************************************/# 启动服务
[root@master hadoop]# ./sbin/start-dfs.sh
Starting namenodes on [master]
Last login: Fri Sep  8 12:30:14 CST 2023 from 10.91.28.109 on pts/2
Starting datanodes
Last login: Fri Sep  8 15:24:19 CST 2023 on pts/1
node2: WARNING: /middleware/hadoop-3.3.4/logs does not exist. Creating.
node1: WARNING: /middleware/hadoop-3.3.4/logs does not exist. Creating.
Starting secondary namenodes [node1]
Last login: Fri Sep  8 15:24:21 CST 2023 on pts/1# 进程验证
[root@master hadoop]# jps
806826 Jps
801889 DataNode
801667 NameNode[root@node1 middleware]# jps
1109584 Jps
1095393 DataNode
1095563 SecondaryNameNode[root@node2 /middleware]# jps
29733 Jps
12063 DataNode

3.3.1.2 验证

HDFS Web端验证：http://9.134.244.180:50090，端口配置参考本文2.1章节core-site.xml中dfs.namenode.http-address参数详解。

HDFS参数详解：-ls                         # 查看目录-mkdir                      # 创建目录-rmdir                      # 删除空目录-rm                         # 删除文件或文件夹-r 												# 强制删除非空目录-moveFromLocal              # 从本地剪切到HDFS-copyFromLocal              # 从本地复制到HDFS-copyToLocal                # 从HDFS复制到本地-appendToFile               # 追加文件到末尾-cat                        # 查看文件内容-cp                         # 在HDFS上复制文件-mv                         # 在HDFS上移动文件-get                        # = copyToLocal-put                        # = copyFromLocal-getmerge                   # 合并下载多个文件-tail                       # 从末尾查看-chgrp/-chmod/-chwon        # 修改文件所属权限-du                         # 统计文件夹的大小-setrep                     # 设置HDFS中文件副本数(取决于DN数量)# 上传或下载测试
[root@master hadoop]# echo "this is test!" > ./aaa.txt 
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -put ./aaa.txt /
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -ls /
Found 1 items
-rw-r--r--   3 root supergroup         14 2023-09-11 14:29 /aaa.txt

3.3.1.3 数据存储

HDFS的数据存储路径为core-site.xml内dfs.datanode.data.dir参数的值。

[root@master hadoop]# tree dfs/data/current/BP-1096417423-9.134.244.180-1694157712400/current/finalized/subdir0/subdir0/
dfs/data/current/BP-1096417423-9.134.244.180-1694157712400/current/finalized/subdir0/subdir0/
├── blk_1073741825
├── blk_1073741825_1001.meta0 directories, 2 files[root@master hadoop]# cd dfs/data/current/BP-1096417423-9.134.244.180-1694157712400/current/finalized/subdir0/subdir0/
[root@master subdir0]# cat blk_1073741825
this is test![root@node1 hadoop]# cd dfs/data/current/BP-1096417423-9.134.244.180-1694157712400/current/finalized/subdir0/subdir0/
[root@node1 subdir0]# cat blk_1073741825
this is test![root@node2 hadoop]# cd dfs/data/current/BP-1096417423-9.134.244.180-1694157712400/current/finalized/subdir0/subdir0/
[root@node2 subdir0]# cat blk_1073741825
this is test!# 三台机器的存储数据完全一致，原因：core-site.xml内dfs.replication的副本数量默认值为3

3.3.2 YARN

3.3.2.1 部署

# 配置MapReduce、YARN并分发到node1与node2
[root@master hadoop]# vimetc/hadoop/mapred-site.xml 
<configuration><property><name>mapreduce.framework.name</name><value>yarn</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/yarn-site.xml 
<configuration><property><name>yarn.nodemanager.aux-services</name><value>mapreduce_shuffle</value></property><property><name>yarn.resourcemanager.address</name><value>master:8032</value>
</property>
<property>
<name>yarn.resourcemanager.scheduler.address</name><value>master:8030</value></property><property><name>yarn.nodemanager.resource-tracker.address</name><value>master:8031</value></property>
</configuration>[root@master hadoop]# ./sbin/start-yarn.sh
Starting resourcemanager
Last login: Mon Sep 11 14:35:42 CST 2023 on pts/2
Starting nodemanagers
Last login: Mon Sep 11 15:19:31 CST 2023 on pts/1# 进程验证
[root@master hadoop]# jps
809885 Jps
809508 NodeManager
809302 ResourceManager
801889 DataNode
801667 NameNode[root@node1 hadoop]# jps
1095393 DataNode
1117415 Jps
1095563 SecondaryNameNode
1116957 NodeManager[root@node2 /middleware]# jps
6407 NodeManager
6909 Jps
12063 DataNode

3.3.2.2 验证

YARN Web端验证：http://9.134.244.180:8088，端口配置参考本文2.4章节yarn-site.xml中yarn.resourcemanager.webapp.address参数详解。

# 创建测试环境，上传一个文本文档到HDFS中
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -mkdir -p /input
[root@master hadoop]# vim word.txt
I’m LiHua , a Chinese student taking summer course in your university . I’m writing to ask for help . I came here last month and found my courses interesting .But I have some difficulty with note-taking and I have no idea of how to use the library . I was told the learning center provides help for students and I’m anxious to get help from you. I have no class on Tuesdays mornings and Friday afternoons . Please let me know which day is ok with you. You may email or phone me . Here are my email address and phone number :[e-mail] ; 1234567.
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -put ./word.txt /input# 使用YARN进行文件单词统计操作，输入文件（存储在HDFS服务）：/input/word.txt，输出文件：/output/count.txt
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-3.3.4.jar wordcount /input/word.txt /output/count.txt
2023-09-11 15:52:39,678 INFO client.DefaultNoHARMFailoverProxyProvider: Connecting to ResourceManager at master/9.134.244.180:8032
2023-09-11 15:52:39,932 INFO mapreduce.JobResourceUploader: Disabling Erasure Coding for path: /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694418178447_0001
2023-09-11 15:52:42,335 INFO input.FileInputFormat: Total input files to process : 1
2023-09-11 15:52:42,762 INFO mapreduce.JobSubmitter: number of splits:1
2023-09-11 15:52:45,028 INFO mapreduce.JobSubmitter: Submitting tokens for job: job_1694418178447_0001
2023-09-11 15:52:45,029 INFO mapreduce.JobSubmitter: Executing with tokens: []
2023-09-11 15:52:45,141 INFO conf.Configuration: resource-types.xml not found
2023-09-11 15:52:45,141 INFO resource.ResourceUtils: Unable to find 'resource-types.xml'.
2023-09-11 15:52:45,326 INFO impl.YarnClientImpl: Submitted application application_1694418178447_0001
2023-09-11 15:52:45,359 INFO mapreduce.Job: The url to track the job: http://master:8088/proxy/application_1694418178447_0001/
2023-09-11 15:52:45,360 INFO mapreduce.Job: Running job: job_1694418178447_0001
2023-09-11 15:52:50,413 INFO mapreduce.Job: Job job_1694418178447_0001 running in uber mode : false
2023-09-11 15:52:50,414 INFO mapreduce.Job:  map 0% reduce 0%
2023-09-11 15:52:50,426 INFO mapreduce.Job: Job job_1694418178447_0001 failed with state FAILED due to: Application application_1694418178447_0001 failed 2 times due to AM Container for appattempt_1694418178447_0001_000002 exited with  exitCode: 1
Failing this attempt.Diagnostics: [2023-09-11 15:52:49.413]Exception from container-launch.
Container id: container_1694418178447_0001_02_000001
Exit code: 1[2023-09-11 15:52:49.446]Container exited with a non-zero exit code 1. Error file: prelaunch.err.
Last 4096 bytes of prelaunch.err :
Last 4096 bytes of stderr :
Error: Could not find or load main class org.apache.hadoop.mapreduce.v2.app.MRAppMasterPlease check whether your <HADOOP_HOME>/etc/hadoop/mapred-site.xml contains the below configuration:
<property><name>yarn.app.mapreduce.am.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${full path of your hadoop distribution directory}</value>
</property>
<property><name>mapreduce.map.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${full path of your hadoop distribution directory}</value>
</property>
<property><name>mapreduce.reduce.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${full path of your hadoop distribution directory}</value>
</property>[2023-09-11 15:52:49.447]Container exited with a non-zero exit code 1. Error file: prelaunch.err.
Last 4096 bytes of prelaunch.err :
Last 4096 bytes of stderr :
Error: Could not find or load main class org.apache.hadoop.mapreduce.v2.app.MRAppMasterPlease check whether your <HADOOP_HOME>/etc/hadoop/mapred-site.xml contains the below configuration:
<property><name>yarn.app.mapreduce.am.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${full path of your hadoop distribution directory}</value>
</property>
<property><name>mapreduce.map.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${full path of your hadoop distribution directory}</value>
</property>
<property><name>mapreduce.reduce.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${full path of your hadoop distribution directory}</value>
</property>For more detailed output, check the application tracking page: http://master:8088/cluster/app/application_1694418178447_0001 Then click on links to logs of each attempt.
. Failing the application.
2023-09-11 15:52:50,440 INFO mapreduce.Job: Counters: 0
# 失败原因：mapreduce配置缺失
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop classpath							# 将下面输出的':'修改为','
/middleware/hadoop-3.3.4/etc/hadoop:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/common/lib/*:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/common/*:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/hdfs:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/hdfs/lib/*:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/hdfs/*:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/mapreduce/*:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/yarn:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/yarn/lib/*:/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/yarn/*# 追加配置到MapReduce，并且分发到node1与node2
[root@master hadoop]# vim etc/hadoop/mapred-site.xml <property><name>mapreduce.application.classpath</name><value>$HADOOP_MAPRED_HOME/share/hadoop/mapreduce/*:$HADOOP_MAPRED_HOME/share/hadoop/mapreduce/lib/*</value></property><property><name>yarn.app.mapreduce.am.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${HADOOP_HOME}</value></property><property><name>mapreduce.map.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${HADOOP_HOME}</value></property><property><name>mapreduce.reduce.env</name><value>HADOOP_MAPRED_HOME=${HADOOP_HOME}</value></property><property><name>yarn.application.classpath</name><value>/middleware/hadoop-3.3.4/etc/hadoop,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/common/lib/*,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/common/*,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/hdfs,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/hdfs/lib/*,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/hdfs/*,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/mapreduce/*,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/yarn,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/yarn/lib/*,/middleware/hadoop-3.3.4/share/hadoop/yarn/*</value></property># 服务重启
[root@master hadoop]# ./sbin/stop-yarn.sh && ./sbin/start-yarn.sh 
Stopping nodemanagers
Last login: Mon Sep 11 15:42:57 CST 2023 on pts/1
master: WARNING: nodemanager did not stop gracefully after 5 seconds: Trying to kill with kill -9
node1: WARNING: nodemanager did not stop gracefully after 5 seconds: Trying to kill with kill -9
Stopping resourcemanager
Last login: Mon Sep 11 16:04:48 CST 2023 on pts/1
Starting resourcemanager
Last login: Mon Sep 11 16:04:56 CST 2023 on pts/1
Starting nodemanagers
Last login: Mon Sep 11 16:04:58 CST 2023 on pts/1# 重新执行
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-3.3.4.jar wordcount /input/word.txt /output/count.txt
2023-09-11 16:06:15,116 INFO client.DefaultNoHARMFailoverProxyProvider: Connecting to ResourceManager at master/9.134.244.180:8032
2023-09-11 16:06:15,361 INFO mapreduce.JobResourceUploader: Disabling Erasure Coding for path: /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694419501011_0001
2023-09-11 16:06:15,826 INFO input.FileInputFormat: Total input files to process : 1
2023-09-11 16:06:16,259 INFO mapreduce.JobSubmitter: number of splits:1
2023-09-11 16:06:16,591 INFO mapreduce.JobSubmitter: Submitting tokens for job: job_1694419501011_0001
2023-09-11 16:06:16,591 INFO mapreduce.JobSubmitter: Executing with tokens: []
2023-09-11 16:06:16,706 INFO conf.Configuration: resource-types.xml not found
2023-09-11 16:06:16,707 INFO resource.ResourceUtils: Unable to find 'resource-types.xml'.
2023-09-11 16:06:16,904 INFO impl.YarnClientImpl: Submitted application application_1694419501011_0001
2023-09-11 16:06:16,945 INFO mapreduce.Job: The url to track the job: http://master:8088/proxy/application_1694419501011_0001/
2023-09-11 16:06:16,945 INFO mapreduce.Job: Running job: job_1694419501011_0001
2023-09-11 16:06:25,035 INFO mapreduce.Job: Job job_1694419501011_0001 running in uber mode : false
2023-09-11 16:06:25,035 INFO mapreduce.Job:  map 0% reduce 0%
2023-09-11 16:06:30,080 INFO mapreduce.Job:  map 100% reduce 0%
2023-09-11 16:06:35,100 INFO mapreduce.Job:  map 100% reduce 100%
2023-09-11 16:06:36,110 INFO mapreduce.Job: Job job_1694419501011_0001 completed successfully
2023-09-11 16:06:36,191 INFO mapreduce.Job: Counters: 54File System CountersFILE: Number of bytes read=915FILE: Number of bytes written=555667FILE: Number of read operations=0FILE: Number of large read operations=0FILE: Number of write operations=0HDFS: Number of bytes read=654HDFS: Number of bytes written=601HDFS: Number of read operations=8HDFS: Number of large read operations=0HDFS: Number of write operations=2HDFS: Number of bytes read erasure-coded=0Job Counters Launched map tasks=1Launched reduce tasks=1Data-local map tasks=1Total time spent by all maps in occupied slots (ms)=2216Total time spent by all reduces in occupied slots (ms)=2858Total time spent by all map tasks (ms)=2216Total time spent by all reduce tasks (ms)=2858Total vcore-milliseconds taken by all map tasks=2216Total vcore-milliseconds taken by all reduce tasks=2858Total megabyte-milliseconds taken by all map tasks=2269184Total megabyte-milliseconds taken by all reduce tasks=2926592Map-Reduce FrameworkMap input records=1Map output records=106Map output bytes=980Map output materialized bytes=915Input split bytes=98Combine input records=106Combine output records=77Reduce input groups=77Reduce shuffle bytes=915Reduce input records=77Reduce output records=77Spilled Records=154Shuffled Maps =1Failed Shuffles=0Merged Map outputs=1GC time elapsed (ms)=99CPU time spent (ms)=1150Physical memory (bytes) snapshot=595423232Virtual memory (bytes) snapshot=5482131456Total committed heap usage (bytes)=546832384Peak Map Physical memory (bytes)=325435392Peak Map Virtual memory (bytes)=2638544896Peak Reduce Physical memory (bytes)=269987840Peak Reduce Virtual memory (bytes)=2843586560Shuffle ErrorsBAD_ID=0CONNECTION=0IO_ERROR=0WRONG_LENGTH=0WRONG_MAP=0WRONG_REDUCE=0File Input Format Counters Bytes Read=556File Output Format Counters Bytes Written=601# 执行完成
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -ls /output/count.txt
Found 2 items
-rw-r--r--   3 root supergroup          0 2023-09-11 16:06 /output/count.txt/_SUCCESS										# 执行结果标识
-rw-r--r--   3 root supergroup        601 2023-09-11 16:06 /output/count.txt/part-r-00000								# 执行结果
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -cat /output/count.txt/part-r-00000
,       1
.       5
.But    1
1234567.        1
:[e-mail] 1
～
# 结果太多，此处省略

新任务job_1694419501011_0001执行成功，网页展示如下：

点击任务可查看详细信息：Attempt：应用Application的尝试任务；Logs：尝试任务日志；Node：执行尝试任务节点。

Attempt尝试任务详情：

• Num Node Local Containers (satisfied by)表示在同一节点上启动任务的容器数量。即，任务需要的资源可以满足在同一节点上启动，而不需要通过网络从其他节点上获取资源的容器数量。
• Num Rack Local Containers (satisfied by)表示在同一机架上启动任务的容器数量。即，任务需要的资源可以从同一机架上的其他节点上获取，而不需要通过网络从不同机架上获取资源的容器数量。
• Num Off Switch Containers (satisfied by)表示需要跨机架获取资源的容器数量。即，任务需要的资源无法从同一机架上的其他节点上获取，而需要通过网络从不同机架上获取资源的容器数量。

这些指标对于优化Hadoop集群的性能和资源利用率非常重要。例如，如果Num Node Local Containers的数量太少，可能表示某些节点的资源利用率不足；如果Num Off Switch Containers的数量太多，可能表示集群的网络拓扑结构需要优化。

3.3.2.3 资源控制

YARN资源控制流程如下：

• MR程序提交到客户端所在的节点；
• YarnRunner向ResourceManager申请一个Application；
• RM将该应用程序的资源路径返回给YarnRunner；
• 该程序将运行所需资源提交到HDFS上；
• 程序资源提交完毕后，申请运行mrAppMaste；
• RM将用户的请求初始化成一个Task；
• 其中一个NodeManager领取到Task任务；
• 该NodeManager创建容器Container，并产生MRAppmaster；
• Container从HDFS上拷贝资源到本地；
• MRAppmaster向RM 申请运行MapTask资源；
• RM将运行MapTask任务分配给另外两个NodeManager，另两个NodeManager分别领取任务并创建容器；
• MR向两个接收到任务的NodeManager发送程序启动脚本，这两个NodeManager分别启动MapTask，MapTask对数据分区排序；
• MrAppMaster等待所有MapTask运行完毕后，向RM申请容器，运行ReduceTask；
• ReduceTask向MapTask获取相应分区的数据；
• 程序运行完毕后，MR会向RM申请注销自己；

YARN执行任务案例：

[root@master hadoop]# ./bin/hadoop jar share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-examples-3.3.4.jar wordcount /input/word.txt /output/count.txt
2023-09-12 11:03:02,112 INFO client.DefaultNoHARMFailoverProxyProvider: Connecting to ResourceManager at master/9.134.244.180:8032														# 客户端申请RM连接
2023-09-12 11:03:02,385 INFO mapreduce.JobResourceUploader: Disabling Erasure Coding for path: /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0001		# RM返回客户端HDFS的job id存储路径# 插入当时查看记录
[root@master bin]# ./hdfs dfs -ls  /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002
Found 6 items
-rw-r--r--  10 root supergroup     280990 2023-09-12 11:23 /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002/job.jar
-rw-r--r--  10 root supergroup        105 2023-09-12 11:23 /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002/job.split
-rw-r--r--   3 root supergroup         34 2023-09-12 11:23 /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002/job.splitmetainfo
-rw-r--r--   3 root supergroup     236995 2023-09-12 11:23 /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002/job.xml
-rw-r--r--   3 root supergroup          0 2023-09-12 11:23 /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002/job_1694487467398_0002_1.jhist
-rw-r--r--   3 root supergroup     273861 2023-09-12 11:23 /tmp/hadoop-yarn/staging/root/.staging/job_1694487467398_0002/job_1694487467398_0002_1_conf.xml2023-09-12 11:03:03,491 INFO input.FileInputFormat: Total input files to process : 1		# 需要处理的文件总数
2023-09-12 11:03:03,993 INFO mapreduce.JobSubmitter: number of splits:1
2023-09-12 11:03:04,356 INFO mapreduce.JobSubmitter: Submitting tokens for job: job_1694487467398_0001		# 任务令牌
2023-09-12 11:03:04,356 INFO mapreduce.JobSubmitter: Executing with tokens: []
2023-09-12 11:03:04,477 INFO conf.Configuration: resource-types.xml not found
2023-09-12 11:03:04,477 INFO resource.ResourceUtils: Unable to find 'resource-types.xml'.
2023-09-12 11:03:04,667 INFO impl.YarnClientImpl: Submitted application application_1694487467398_0001		# 提交的job任务
2023-09-12 11:03:04,703 INFO mapreduce.Job: The url to track the job: http://master:8088/proxy/application_1694487467398_0001/# 跟踪查看job任务执行的URL
2023-09-12 11:03:04,704 INFO mapreduce.Job: Running job: job_1694487467398_0001														# 运行中的job任务
2023-09-12 11:03:12,785 INFO mapreduce.Job: Job job_1694487467398_0001 running in uber mode : false
2023-09-12 11:03:12,785 INFO mapreduce.Job:  map 0% reduce 0%																							# MapReduce进度
2023-09-12 11:03:16,824 INFO mapreduce.Job:  map 100% reduce 0%																						# 当Map执行完成开始Reduce
2023-09-12 11:03:21,846 INFO mapreduce.Job:  map 100% reduce 100%																					# Map+Reduce均完成
2023-09-12 11:03:22,855 INFO mapreduce.Job: Job job_1694487467398_0001 completed successfully							# job任务完成标识
2023-09-12 11:03:22,934 INFO mapreduce.Job: Counters: 54File System Counters													# 文件系统计数统计									FILE: Number of bytes read=915FILE: Number of bytes written=555663FILE: Number of read operations=0FILE: Number of large read operations=0FILE: Number of write operations=0HDFS: Number of bytes read=654HDFS: Number of bytes written=601HDFS: Number of read operations=8HDFS: Number of large read operations=0HDFS: Number of write operations=2HDFS: Number of bytes read erasure-coded=0Job Counters 																	# job任务计数统计Launched map tasks=1Launched reduce tasks=1Data-local map tasks=1Total time spent by all maps in occupied slots (ms)=2280Total time spent by all reduces in occupied slots (ms)=1981Total time spent by all map tasks (ms)=2280Total time spent by all reduce tasks (ms)=1981Total vcore-milliseconds taken by all map tasks=2280Total vcore-milliseconds taken by all reduce tasks=1981Total megabyte-milliseconds taken by all map tasks=2334720Total megabyte-milliseconds taken by all reduce tasks=2028544Map-Reduce Framework													# MapReduce框架信息Map input records=1Map output records=106Map output bytes=980Map output materialized bytes=915Input split bytes=98Combine input records=106Combine output records=77Reduce input groups=77Reduce shuffle bytes=915Reduce input records=77Reduce output records=77Spilled Records=154Shuffled Maps =1Failed Shuffles=0Merged Map outputs=1GC time elapsed (ms)=72CPU time spent (ms)=880Physical memory (bytes) snapshot=553959424Virtual memory (bytes) snapshot=5285777408Total committed heap usage (bytes)=591921152Peak Map Physical memory (bytes)=327335936Peak Map Virtual memory (bytes)=2640453632Peak Reduce Physical memory (bytes)=226623488Peak Reduce Virtual memory (bytes)=2645323776Shuffle Errors																	# Shuffle错误统计BAD_ID=0CONNECTION=0IO_ERROR=0WRONG_LENGTH=0WRONG_MAP=0WRONG_REDUCE=0File Input Format Counters 											# 文件输入格式计数器Bytes Read=556File Output Format Counters 										# 文件输出格式计数器Bytes Written=601

3.3.3 集群控制脚本

#!/bin/bashread -p "please input 'hdfs/yarn/all/help':" a1
cd /middleware/hadoop/sbin					# hadoop安装路径case ${a1:-help} inhdfs )read -p "please input 'start/stop/restart':" b2case ${b2:-help} instart )bash start-dfs.sh;;stop )bash stop-dfs.sh;;restart )bash stop-dfs.sh && bash start-dfs.sh;;* )echo "ERROR,please input 'start/stop/restart'!";;esac;;yarn )read -p "please input 'start/stop/restart':" c3case ${c3:-help} instart )bash start-yarn.sh;;stop )bash stop-yarn.sh;;restart )bash stop-yarn.sh && bash start-yarn.sh;;* )echo "ERROR,please input 'start/stop/restart'!";;esac;;all )read -p "please input 'start/stop/restart':" d4case ${d4:-help} instart )bash start-all.sh;;stop )bash stop-all.sh;;restart )bash stop-all.sh && bash start-all.sh;;* )echo "ERROR,please input 'start/stop/restart'!";;esac;;* )echo "ERROR,please input 'hdfs/yarn/all/help'!";;
esaccd - > /dev/null 2>&1

4、常见操作

4.1 NN异常恢复

模拟NN节点异常，将SNN fsimage数据导入NN进行恢复的场景。

[root@master hadoop]# kill -9 19514									# NameNode进程
1.2 
[root@node1 hadoop]# ll dfs/
total 8
drwx------ 3 root root 4096 Sep 11 14:35 data
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Sep 11 14:35 namesecondary
# 备份NN数据
[root@master hadoop]# mkdir /tmp/nn_backup/
[root@master hadoop]# mv dfs/name/* /tmp/nn_backup/
# 将SNN的数据拷贝到NN
[root@node1 hadoop]# scp -r -P 36000 dfs/namesecondary/* master:/middleware/hadoop/dfs/name/
# 导入元数据
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop namenode –importCheckpoint
# 启动HDFS
[root@master hadoop]# ./sbin/start-dfs.sh
# 导入fsimage文件后，可能需要等待一段时间才能完成所有块的复制和状态更新。在此期间，HDFS可能无法对外提供完全正常的服务

4.2 安全模式

HDFS集群正常开启时处于短暂的安全模式，不能执行重要操作（写操作），待集群启动完成后，自动退出安全模式。

# 查看
[root@master hadoop-1]# ./bin/hdfs dfsadmin -safemode get
Safe mode is OFF
# 开启
[root@master hadoop-1]# ./bin/hdfs dfsadmin -safemode enter
Safe mode is ON
# 关闭
[root@master hadoop-1]# ./bin/hdfs dfsadmin -safemode leave
Safe mode is OFF
# 等待
[root@master hadoop-1]# ./bin/hdfs dfsadmin -safemode wait
Safe mode is OFF

4.3 数据平衡

新加入的节点，没有数据块的存储，或HDFS长期使用过程发现其数据分布不均衡，部分节点远超其他节点时，使得集群整体来看负载还不均衡。因此需要对HDFS数据存储设置负载均衡。

# 默认的数据传输带宽比较低，可以设置为64M
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfsadmin -setBalancerBandwidth 67108864
# 默认balancer的threshold为10%（各个节点与集群总的存储使用率相差不超过10%）
[root@master hadoop]# ./sbin/start-balancer.sh -threshold 5

4.4 集群扩/缩容

4.4.1 扩容

# 配置免密登录，参考本文3.3章节环境准备操作
[root@master hadoop]# ssh-keygen -t rsa -b 4096
# 下发密钥到其他节点，并拷贝其他节点密钥到本地，共计6次（对外3次，对内3次）
[root@master hadoop]# ssh-copy-id master# 附加hosts
[root@node3 hadoop]# vim /etc/hosts
～
$ip4 node3# 附加workers
[root@node3 hadoop]# vim workers
～
node3# 启动node3 DdataNode与NodeManager
[root@node3 hadoop]# hadoop-daemon.sh start datanode
[root@node3 hadoop]# yarn-daemon.sh start nodemanager# 可以使用工具查看YARN NM机器列表；HDFS DN列表可通过浏览器查看ip:50090中DataNodes页面
[root@master hadoop]# ./bin/yarn node -list
2023-09-12 14:28:47,291 INFO client.DefaultNoHARMFailoverProxyProvider: Connecting to ResourceManager at master/9.134.244.180:8032
Total Nodes:4Node-Id             Node-State Node-Http-Address       Number-of-Running-Containersmaster:41295                RUNNING       master:8042                                  0node2:38853                RUNNING        node2:8042                                  0node1:41665                RUNNING        node1:8042                                  0node3:41573                RUNNING        node3:8042                                  0# 开启node3为DN后数据块不会立刻存储到node3上，可以使用数据平衡操作重新平衡数据分配
[root@node3 hadoop]# ./bin/hdfs dfsadmin -setBalancerBandwidth 104857600
[root@node3 hadoop]# ./bin/hdfs balancer -threshold 1					# 集群数据较少，因此阈值设置为1，平衡操作参考本文4.3章节，等待集群自均衡完成即可

4.4.2 缩容

DataNode缩容不像扩容那样启动一个节点即可， 缩容需要把当前节点数据移出去，Hadoop已经提供了下线功能，前提是在NameNode机器的hdfs-site.xml配置文件中需要提前配置dfs.hosts.exclude属性，该属性指向的文件就是所谓的黑名单列表，会被NameNode排除在集群之外。如果文件内容为空，则意味着不禁止任何机器。所以在安装Hadoop的时候就需要指定好改配置，如果最开始没有配置该参数，则需要添加后重启NameNode 。

# 在NameNode所在服务器的配置目录etc/hadoop下创建dfs.hosts.exclude文件，并添加需要退役的主机名称。
[root@master hadoop]# vim hdfs-site.xml
～
<property><name>dfs.hosts.exclude</name><value>/middleware/hadoop/etc/hadoop/excludes</value>
</property>
# 重启NN使其配置生效[root@master hadoop]# vim /middleware/hadoop/etc/hadoop/excludes
node3
# 如果副本数是3，在线的节点小于等于3，是不能下线成功的，需要修改副本数后才能下线。# 刷新NameNode、刷新ResourceManager进程
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfsadmin -refreshNodes
[root@master hadoop]# ./bin/yarn rmadmin –refreshNodes
# 等待退役节点状态为decommissioned（所有块已经复制完成），停止该节点及节点资源管理器# 停止node3进程
[root@master hadoop]# ./sbin/hadoop-daemon.sh stop datanode
[root@master hadoop]# ./sbin/yarn-daemon.sh stop nodemanager

4.5 回收站

在HDFS中删除的文件不会直接彻底清掉，会先丢弃到回收站中（HDFS回收站路径：/user/root/.Trash/），过一段时间之后，自动清空垃圾桶当中的文件。

在core-site.xml配置中fs.trash.interval=0代表禁用回收站，大于0时表示启用回收站，以分钟为单位的垃圾回收时间；默认值fs.trash.checkpoint.interval=0，如果是0，值等同于fs.trash.interval，以分钟为单位的垃圾回收检查间隔。要求fs.trash.checkpoint.interval<=fs.trash.interval。

[root@master hadoop]# vim core-site.xml
<!--  开启hdfs的垃圾桶机制，删除掉的数据可以从垃圾桶中回收，单位分钟 -->
<property><name>fs.trash.interval</name><value>10</value>
</property>[root@master hadoop]# ./sbin/stop-dfs.sh && ./sbin/start-dfs.sh# 测试删除
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -put ./aaa.txt /delete.txt
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -rm /delete.txt
2023-09-11 19:37:43,757 INFO fs.TrashPolicyDefault: Moved: 'hdfs://master:9000/delete.txt' to trash at: hdfs://master:9000/user/root/.Trash/Current/delete.txt
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -ls /user/root/.Trash/Current/
Found 1 items
-rw-r--r--   3 root supergroup         14 2023-09-11 19:37 /user/root/.Trash/Current/delete.txt# 恢复数据
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop fs -mv /user/root/.Trash/Current/delete.txt /
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -ls /delete.txt
-rw-r--r--   3 root supergroup         14 2023-09-11 19:37 /delete.txt
# 清空回收站
[root@master bin]# ./hadoop fs -expunge
2023-09-12 11:02:07,077 INFO fs.TrashPolicyDefault: TrashPolicyDefault#deleteCheckpoint for trashRoot: hdfs://master:9000/user/root/.Trash
2023-09-12 11:02:07,077 INFO fs.TrashPolicyDefault: TrashPolicyDefault#deleteCheckpoint for trashRoot: hdfs://master:9000/user/root/.Trash
2023-09-12 11:02:07,087 INFO fs.TrashPolicyDefault: TrashPolicyDefault#createCheckpoint for trashRoot: hdfs://master:9000/user/root/.Trash
2023-09-12 11:02:07,094 INFO fs.TrashPolicyDefault: Created trash checkpoint: /user/root/.Trash/230912110207

4.6 Snapshot 快照

Snapshot是HDFS整个文件系统，或者某个目录在某个时刻的镜像。**快照不是数据的简单拷贝，快照只做差异的记录！**HDFS 快照的核心功能包括：数据恢复、数据备份、数据测试。

• 差异拷贝：在 HDFS 中，如果在其中一个目录比如/A下创建一个快照，则快照文件中将会存在与/A目录下完全一致的子目录文件结构以及相应的属性信息，通过命令也能看到快照里面具体的文件内容。但是这并不意味着快照已经对此数据进行完全的拷贝 。这里遵循一个原则：对于大多不变的数据，你所看到的数据其实是当前物理路径所指的内容，而发生变更的inode数据才会被快照额外拷贝；
• HDFS快照不会复制Datanode中的块，只记录了块列表和文件大小；
• HDFS快照不会对常规HDFS操作产生不利影响，修改记录按逆时针顺序进行，因此可以直接访问当前数据，通过从当前数据中减去修改来计算快照数据；

4.6.1 操作命令

HDFS 中可以针对整个文件系统或者文件系统中某个目录创建快照，但是创建快照的前提是相应的目录开启快照的功能。

# 启用快照功能
[root@master hadoop]# ./hdfs dfsadmin -allowSnapshot $path
# 禁用快照功能
[root@master hadoop]# ./hdfs dfsadmin -disallowSnapshot $path
# 对目录创建快照
[root@master hadoop]# ./hdfs dfs -createSnapshot $path
# 指定名称创建快照
[root@master hadoop]# ./hdfs dfs -createSnapshot $path $name
# 重命名快照
[root@master hadoop]# ./hdfs dfs -renameSnapshot $path $name1 $name2
# 列出当前用户所有可快照目录
[root@master hadoop]# ./hdfs lsSnapshottableDir
# 比较两个快照目录的不同之处
[root@master hadoop]# ./hdfs snapshotDiff $path1 $path2
# # 删除快照
[root@master hadoop]# ./hdfs dfs -deleteSnapshot $path $name

4.6.2 快照使用

4.6.2.1开启快照

[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfsadmin -allowSnapshot /input
Allowing snapshot on /input succeeded

4.6.2.2 对指定目录创建快照

[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -createSnapshot /input
Created snapshot /input/.snapshot/s20230912-144829.624

[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -createSnapshot /input mysnap1
Created snapshot /input/.snapshot/mysnap1

4.6.2.3 重命名快照

[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -renameSnapshot /input mysnap1 mysnap2
Renamed snapshot mysnap1 to mysnap2 under hdfs://master:9000/input

4.6.2.4 列出当前用户所有可以快照的目录

[root@master hadoop]# ./bin/hdfs lsSnapshottableDir
drwxr-xr-x 0 root supergroup 0 2023-09-12 14:49 2 65536 /input

4.6.2.5 比较两个快照不同之处

[root@master hadoop]# echo 222 > 2.txt
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop fs -appendToFile 2.txt /input/1.txt
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop fs -cat /input/1.txt
222
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -createSnapshot /input mysnap3
Created snapshot /input/.snapshot/mysnap3
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop fs -put 2.txt /input
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -createSnapshot /input mysnap4
Created snapshot /input/.snapshot/mysnap4
[root@master hadoop]# ./bin/hdfs snapshotDiff /input mysnap2 mysnap4
Difference between snapshot mysnap2 and snapshot mysnap4 under directory /input:
M       .
+       ./1.txt
+       ./2.txt# 表头备注：
# + The file/directory has been created.
# - The file/directory has been deleted.
# M The file/directory has been modified.
# R The file/directory has been renamed.

4.6.2.6 删除快照

[root@master hadoop]# ./bin/hdfs dfs -deleteSnapshot /input mysnap4
Deleted snapshot mysnap4 under hdfs://master:9000/input

4.6.2.7 删除有快照的目录

# 拥有快照的目录不允许被删除（强制-r仍不可删除），某种程度上也保护了文件安全
[root@master hadoop]# ./bin/hadoop fs -rm -r /input
rm: Failed to move to trash: hdfs://master:9000/input: The directory /input cannot be deleted since /input is snapshottable and already has snapshots

5、错误记录

5.1 Java版本不兼容

java版本过高，与当前Hadoop部分代码不兼容导致功能异常，报错如下：

降低Java版本，本环境使用TencentJDK 17（为何不用Oracle JDK的原因：虚拟机为测试机器，版权问题无法使用），降低为TencentJDK 8。

[root@node2 ~]# tar -xf /root/TencentKona8.0.15.b2_jdk_linux-x86_64_8u382.tar.gz  -C /middleware/
[root@node2 ~]# cd /middleware/
# 由于之前JDK部署为软链接，因此降低版本只需要更新软链接即可
export JAVA_HOME=/middleware/jdk
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib[root@node2 /middleware]# unlink jdk
[root@node2 /middleware]# ln -s TencentKona-8.0.15-382/ jdk
[root@node2 /middleware]# source /etc/profile
[root@node2 /middleware]# java -version
openjdk version "1.8.0_382"
OpenJDK Runtime Environment (Tencent Kona 8.0.15) (build 1.8.0_382-b2)
OpenJDK 64-Bit Server VM (Tencent Kona 8.0.15) (build 25.382-b2, mixed mode, sharing)# 重启服务
[root@master hadoop]# ./sbin/stop-dfs.sh && ./sbin/start-dfs.sh

重新使用浏览器登录或刷新页面即可查看到数据展示正常。

5.2 无法正常查看文件内容

上传一个文件后，使用Head eth file或Tail the file时无法正常查看文件内容，报错如下：

这是因为机器内部发送请求为http://node2:9864/webhdfs/v1/aaa.txt请求时，当前物理机器无法识别node2的ip地址导致异常，需要更改本地Hosts，添加master、node1、node2三个机器的ip地址。

• MAC：/etc/hosts

• Windows：C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

修改完成后刷新页面重新访问即可恢复。