《深入理解Hadoop（原书第2版）》——2.5 HDFS 的高可用性

2.5 HDFS 的高可用性

通过前面对HDFS的讲解，我们很清楚地知道在Hadoop1.x系统中，名称节点会引发系统单点故障。Hadoop1.x系统只有一个名称节点，如果运行名称节点服务的节点机器出现故障，那么整个集群将会处于不可用的状态，除非名称节点服务在另外一台机器上重新启动。除了名称节点服务偶尔出现故障，从维护的角度来看，同样存在隐患。如果运行名称节点服务的机器需要重启，那么在名称节点服务无法运行的这段时间内，整个集群是不可用的。

Hadoop2.x引入了高可用名称节点（High Availability NameNode）的概念，在这里，我们只是从概念上做个讲解。访问Hadoop网站可以更详细地了解高可用名称节点的实现细节。

高可用名称节点背后的核心思想是使用两个相同的名称节点：一个处在活动模式（active mode），另一个处在待机模式（standby mode）。处于活动模式的名称节点为系统提供服务，处在待机模式的名称节点需要实时同步活动名称节点的数据，一旦活动名称节点当机，系统可快速的进行故障切换。在当前设计中，为了达到这个目的，两个名称节点必须共享同一个存储设备（通过NFS）。活动名称节点的任何修改都会记录到共享存储设备中的edits日志文件中。待机名称节点将这些修改应用到自己的名称空间中。一旦活动名称节点发生故障，待机名称节点会确保edits文件中的所有数据都被应用，并接管活动名称节点的职责。

我们知道名称节点保存的元数据中不包括数据块的存储位置。这些信息是在数据节点启动过程中，名称节点请求数据节点获得。为了保证待机名称节点的迅速启动，数据节点要知道两个名称节点的位置，并在启动的时候向两个名称节点都发送信息。数据节点也同时向两个名称节点交换心跳信息。