hdfs(一)高可用单NameNode从standby恢复为active

文章描述了一种情况,即在一个HDFS高可用集群中,一个Namenode的信息丢失,导致集群无法正常工作。解决方法包括重新搭建Namenode节点,导入元数据,更新配置,格式化Zookeeper上的Namenode记录,并启动集群。作者还提出了是否可以从高可用状态降级为单Namenode状态的思考。

1、背景

        有一个hdfs高可用集群,因为某些操作,导致其中一个namenode的信息全部丢失了。最后只剩下一个完整的namenode信息和datanode信息。于是在在启动hdfs后发现独有的namenode始终处于standby状态。即使通过hdfs haadmin -transitionToActive命令也不能强制转换namenode为active。因此hdfs一直不能正常对外提供服务。

2、解决思路

        高可用hdfs集群,至少要有两个namenode节点,如果只有一个namenode节点,那么无论怎么启动,namenode节点状态始终为standby。所以如果想将hdfs重新恢复可用,那么可以重新搭建一个namenode节点。然后将完整的namenode元数据重新导入到新namenode中。

3、解决步骤

3.1 准备一个新节点

        安装好jdk等基础环境

3.2 关闭hdfs所有进程

3.3 将仅存namenode节点的安装文件夹拷贝到新节点

        拷贝时要注意namenode和datanode的存储目录信息。如果namenode和datanode的存储路径就在安装文件夹内,那么拷贝到新节点时要注意删除datanode存储路径下的数据(不删也可以,只是新增的节点只能作为namenode使用,不能作为datanode使用)。

        namenode和datanode的存储路径信息可以通过hdfs-site.xml配置文件中的dfs.namenode.name.dir、dfs.datanode.data.dir进行查看

### 元数据同步机制概述 在 HDFS高可用架构中,**Active NameNodeStandby NameNode** 之间的元数据同步主要依赖于组独立的 **JournalNodes(JN)** 节点。当 Active NameNode 接收到元数据更改请求(如文件创建、删除、块报告等操作)时,它会将这些更改记录到 **EditLog** 中,并将这些日志写入到 JournalNodes 集群中。Standby NameNode 会持续从 JournalNodes 中读取这些 EditLog,并将其应用到本地的元数据状态中,从而保持与 Active NameNode 的状态致性[^1]。 ### 实时同步流程 在 Active NameNode 执行元数据操作时,它会将操作记录写入到本地的 EditLog 文件中,并同时将这些操作通过 RPC 调用提交到 JournalNodes 集群。JournalNodes 接收到这些操作后,会将其持久化到磁盘上,并在大多数节点确认写入成功后,返回确认信息给 Active NameNode。只有在收到足够数量的确认后,Active NameNode 才会向客户端返回操作成功的结果。这种方式确保了即使在 Active NameNode 故障的情况下,Standby NameNode 也能获取到完整的 EditLog 信息。 Standby NameNode 通过个后台线程定期轮询 JournalNodes,检查是否有新的 EditLog 条目。旦发现新的日志条目,Standby NameNode 会将其下载并应用到本地的内存元数据结构中。这种机制确保了 Standby NameNode 的元数据状态与 Active NameNode 始终保持致,从而可以在故障切换时迅速接管服务。 ### 检查点机制 为了防止 EditLog 文件无限增长,HDFS 引入了 **检查点(Checkpoint)机制**。Standby NameNode 会定期执行检查点操作,将当前的元数据状态保存为个 **fsImage** 文件,并将最近的 EditLog 合并到该镜像文件中。合并完成后,Standby NameNode 会将新的 fsImage 文件上传到 JournalNodes,或者直接与 Active NameNode 进行交互以更新其本地的 fsImage 文件。通过这种方式,Standby NameNode 可以减少每次故障切换时需要处理的 EditLog 数量,提高切换效率。 ### 故障切换与同步 当 Active NameNode 出现故障时,ZooKeeper 会检测到这情况,并触发故障切换流程。此时,Standby NameNode 会接管 Active 角色,并从 JournalNodes 中读取最新的 EditLog 条目,确保其元数据状态与故障前的 Active NameNode 保持致。在完成元数据同步后,Standby NameNode 会开始对外提供服务,确保 HDFS 集群的持续可用性[^1]。 ### 代码示例:JournalNode 交互 以下是个简化的代码示例,展示了 NameNode 如何与 JournalNodes 进行交互: ```java public class JournalManager { private List<JournalNode> journalNodes; public void writeEditLog(EditLog editLog) { for (JournalNode journalNode : journalNodes) { journalNode.write(editLog); } // 等待大多数 JournalNode 返回确认 if (waitForQuorumAck()) { // 返回成功 } } private boolean waitForQuorumAck() { // 等待超过半数的 JournalNode 确认 int ackCount = 0; for (JournalNode journalNode : journalNodes) { if (journalNode.isAcknowledged()) { ackCount++; } } return ackCount > journalNodes.size() / 2; } } ``` ###
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