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第1章HDFS HA及解决方案1

1.1 HDFS系统架构2

1.2 HA定义3

1.3 HDFS HA原因分析及应对措施4

1.3.1可靠性4

1.3.2可维护性5

1.4现有HDFS HA解决方案5

1.4.1 Hadoop的元数据备份方案6

1.4.2 Hadoop的SecondaryNameNode方案7

1.4.3 Hadoop的Checkpoint ode方案7

1.4.4 Hadoop的BackupNode方案8

1.4.5 DRDB方案9

1.4.6 FaceBook的AvatarNode方案10

1.5方案优缺点比较10

第2章HDFS元数据解析13

2.1概述14

2.2内存元数据结构14

2.2.1 INode15

2.2.2Block16

2.2.3Blocklnfo和DatanodeDescriptor17

2.2.4小结17

2.2.5代码分析一一元数据结构18

2.3磁盘元数据文件24

2.4 Format情景分析27

2.5元数据应用场景分析45

第3章Hadoop的元数据备份方案47

3.1运行机制分析48

3.1.1 NameNode启动加载元数据情景分析50

3.1.2元数据更新及日志写入情景分析64

3.1.3 Checkpoint过程情景分析73

3.1.4元数据可靠性机制109

3.1.5元数据一致性机制110

3.2使用说明110

第4章Hadoop的Backup Node方案113

4.1 Backup Node概述114

4.1.1系统架构115

4.1.2使用原则115

4.1.3优缺点116

4.2运行机制分析116

4.2.1启动流程117

4.2.2元数据操作情景分析141

4.2.3日志池（journal spool）机制151

4.2.4故障切换机制156

4.3实验方案说明158

4.4构建实验环境158

4.4.1网络拓扑159

4.4.2系统安装及配置160

4.4.3安装JDK170

4.4.4虚拟机集群架设171

4.4.5 NameNode安装及配置173

4.4.6 Backup Node安装及配置173

4.4.7 Data Node安装及配置174

4.4.8 Clients安装及配置175

4.5异常解决方案175

4.5.1异常情况分析175

4.5.2 NameNode配置175

4.5.3 Backup Node配置182

4.5.4 Data Node配置185

4.5.5 NameNode宕机切换实验189

4.5.6 NameNode宕机读写测试196

第5章AvatarNode运行机制205

5.1方案说明206

5.1.1系统架构206

5.1.2思路分析208

5.1.3性能数据209

5.2元数据分析209

5.2.1类FSNamesystem210

5.2.2类FSDirectory210

5.2.3 AvatarNode的磁盘元数据文件211

5.3 AvatarNode Primary启动过程211

5.4 AvatarNode Standby启动过程217

5.4.1 AvatarNode的构造方法217

5.4.2 Standby线程的run（）方法218

5.4.3 Ingest线程的run（）方法220

5.4.4 Ingest线程的ingestFSEdits （）方法220

5.4.5 Standby线程的doCheckpoint（）方法221

5.5用户操作情景分析223

5.5.1创建目录情景分析223

5.5.2创建文件情景分析231

5.6 AvatarNode Standby故障切换过程240

5.7元数据一致性保证机制242

5.7.1元数据目录树信息242

5.7.2 Data Node与Block数据块映射信息243

5.8 Block更新同步问题246

5.8.1问题描述246

5.8.2结论246

5.8.3源码分析246

第6章AvatarNode使用253

6.1方案说明254

6.1.1网络拓扑254

6.1.2操作系统安装及配置255

6.2使用Avatar打补丁版本255

6.2.1 Hadoop源码联机Build256

6.2.2 Hadoop源码本地Build262

6.2.3 NFS服务器构建264

6.2.4 Avatar分发与部署267

6.2.5 Primary （namenode0）节点配置269

6.2.7 Data Node节点配置276

6.2.8 Client节点配置278

6.2.9创建目录279

6.2.10挂载NFS280

6.2.11启动Ucarp280

6.2.12格式化281

6.2.13系统启动281

6.2.14检查282

6.2.15 NameNode失效切换写文件实验283

6.2.16 NameNode失效切换读文件实验291

6.3 Avatar FaceBook版本的使用294

6.3.1 Hadoop FaceBook版本安装294

6.3.2节点配置295

6.3.3启动HDFS300

6.3.4 NameNode失效切换302

第7章AvatarNode异常解决方案305

7.1测试环境306

7.2 Primary失效306

7.2.1解决方案306

7.2.2写操作实验步骤307

7.2.3改进写操作机制313

7.2.4读操作实验步骤313

7.2.5小结317

7.3 Standby失效317

7.4 NFS失效（数据未损坏）317

7.4.1解决方案317

7.4.2写操作实验步骤318

7.4.3读操作实验步骤320

7.4.4小结322

7.5 NFS失效（数据已损坏）323

7.5.1解决方案323

7.5.2写操作实验步骤324

7.5.3读操作实验步骤327

7.5.4小结330

7.6 Primary先失效，NFS后失效（数据未损坏）331

7.6.1解决方案331

7.6.2写操作实验步骤331

7.6.3读操作实验步骤333

7.6.4小结334

7.7 Primary先失效（数据未损坏），NFS后失效（数据损坏）335

7.7.1解决方案335

7.7.2写操作实验步骤335

7.7.3读操作实验步骤338

7.7.4小结339

7.8 NFS先失效（数据未损坏），Primary后失效340

7.8.1解决方案340

7.8.2写操作实验步骤340

7.8.3读操作实验步骤342

7.8.4小结343

7.9 NFS先失效（数据损坏），Primary后失效（数据损坏）344

7.9.1解决方案344

7.9.2写操作实验步骤344

7.9.3读操作实验步骤346

7.9.4小结348

7.10实验结论348

第8章Cloudera HA NameNode使用349

8.1 HA NameNode说明350

8.2 CDH4B1版本HDFS集群配置351

8.2.1虚拟机安装351

8.2.2 nn 1配置351

8.2.3 dn1～dn3配置355

8.2.4 HDFS集群构建358

8.3 HA NameNode配置361

8.3.1 nn1配置361

8.3.2其他节点配置365

8.4 HA NameNode使用367

8.4.1启动HA HDFS集群367

8.4.2第1次failover368

8.4.3模拟写操作368

8.4.4模拟Active Name Node失效，第2次failover369

8.3.5模拟新的Standby NameNode加入370

8.5小结371