NameNode和SecondaryNameNode工作详解

楼高11个月前技术文章214

一、NN和SNN工作机制

我们可以思考一个问题:NameNode中的元数据是存储在哪里的

首先假设,如果存储在NameNode节点的磁盘中,因为经常需要进行随机访问NameNode的元数据,响应客户请求,这样肯定效率低下。因此可以想到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。因此出现了在磁盘中备份元数据的FsImage。

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。

image.png



1、NameNode启动

1)第一次启动NameNode格式化后创建FsimageEdits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。

2客户端对元数据进行增删改的请求

3NameNode记录操作日志,更新滚动日志。

4NameNode在内存中对数据进行增删改

2、Secondary NameNode工作

(1)Secondary NameNode询问NameNode是否需要CheckPoint。直接带回NameNode是否检查结果。

(2)Secondary NameNode请求执行CheckPoint。

(3)NameNode滚动正在写的Edits日志

(4)将滚动前的编辑日志和镜像文件拷贝到Secondary NameNode。

(5)Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存,并合并。

(6)生成新的镜像文件fsimage.chkpoint。

(7)拷贝fsimage.chkpoint到NameNode。

(8)NameNode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage。

二、FsimageEdits解析

NameNode被格式化以后,将在current目录中产生如下文件:fsimage_0000000000000000,fsimage_000000000000000.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。

三、CheckPoint时间设置

  1.  通常情况下,SecondaryNameNode每隔一小时执行一次

    在hdfs-default.xml 配置dfs.namenode.checkpoint.period:3600s

  2. 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。

















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