高可用性的HDFS

出版者:清华大学出版社

作者:文艾

页数:371

出版时间:2012-5

价格:59.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302282587

具体描述

《高可用性的HDFS:Hadoop分布式文件系统深度实践》专注于Hadoop分布式文件系统（HDFS）的主流HA解决方案，内容包括：HDFS元数据解析、Hadoop元数据备份方案、Hadoop Backup Node方案、AvatarNode解决方案以及最新的HA解决方案Cloudrea HA Name Node等。其中有关Backup Node方案及AvatarNode方案的内容是该书重点，尤其是对AvatarNode方案从运行机制到异常处理方案的步骤进行了详尽介绍，同时还总结了各种异常情况下AvatarNode的各种处理方案。

《高可用性的HDFS:Hadoop分布式文件系统深度实践》从代码入手并结合情景分析、案例解说对HDFS的元数据以及主流的HDFS HA解决方案的运行机制进行了深入剖析，力求使读者在解决问题时做到心中有数，不仅知其然还知其所以然。

《高可用性的HDFS:Hadoop分布式文件系统深度实践》光盘包含本书部分操作的视频教程以及所有源代码、脚本等开发文件。

《高可用性的HDFS:Hadoop分布式文件系统深度实践》读者主要为云计算相关领域的研发人员、云计算系统管理维护人员，也适合作为高校研究生和高年级本科生的专业课辅助教材。

目录信息

目录
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 INode 15
2.2.2 Block 16
2.2.3 BlockInfo和DatanodeDescriptor 17
2.2.4 小结 17
2.2.5 代码分析——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JDK 170
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FSNamesystem 210
5.2.2 类FSDirectory 210
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Build 256
6.2.2 Hadoop源码本地Build 262
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NFS 280
6.2.11 启动Ucarp 280
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HDFS 300
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 nn1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failover 368
8.4.3 模拟写操作 368
8.4.4 模拟Active Name Node失效，第2次failover 369
8.3.5 模拟新的Standby NameNode加入 370
8.5 小结 371
· · · · · · (收起)

读后感

首先说说这本书把，我觉得是非常烂的，一堆一堆的java源代码，里面的操作过程也是机械式的。难道这就是传说中的源码分析？ 就像window的文件系统是fat32,linux的是ext4一样，这里的hdfs只是可以存储在多台机器上，一个作为主用，其他作为备份，主机坏了，某个备份点可以自动切...

首先说说这本书把，我觉得是非常烂的，一堆一堆的java源代码，里面的操作过程也是机械式的。难道这就是传说中的源码分析？ 就像window的文件系统是fat32,linux的是ext4一样，这里的hdfs只是可以存储在多台机器上，一个作为主用，其他作为备份，主机坏了，某个备份点可以自动切...

首先说说这本书把，我觉得是非常烂的，一堆一堆的java源代码，里面的操作过程也是机械式的。难道这就是传说中的源码分析？ 就像window的文件系统是fat32,linux的是ext4一样，这里的hdfs只是可以存储在多台机器上，一个作为主用，其他作为备份，主机坏了，某个备份点可以自动切...

首先说说这本书把，我觉得是非常烂的，一堆一堆的java源代码，里面的操作过程也是机械式的。难道这就是传说中的源码分析？ 就像window的文件系统是fat32,linux的是ext4一样，这里的hdfs只是可以存储在多台机器上，一个作为主用，其他作为备份，主机坏了，某个备份点可以自动切...

首先说说这本书把，我觉得是非常烂的，一堆一堆的java源代码，里面的操作过程也是机械式的。难道这就是传说中的源码分析？ 就像window的文件系统是fat32,linux的是ext4一样，这里的hdfs只是可以存储在多台机器上，一个作为主用，其他作为备份，主机坏了，某个备份点可以自动切...

用户评价

坦白讲，我期待这本书能更侧重于性能调优的“黑魔法”，但实际阅读下来，它更像是一本严谨的“内功心法”秘籍。作者花了大量的篇幅去构建一个坚实的概念基础，这一点从长远来看绝对是好事，但对于急于解决眼前线上问题的工程师来说，可能需要多一点耐心。我特别欣赏其中关于数据一致性模型讨论的那几个章节。作者并没有简单地引用教科书上的定义，而是通过模拟几种极端情况下的并发写入场景，展示了 HDFS 在强一致性与高可用性之间是如何巧妙地走钢丝的。这种场景驱动的理论阐述，远比枯燥的理论推导更具说服力。我注意到书中对联邦（Federation）模式的介绍非常到位，不仅详细描绘了多 Namenode 带来的扩展性优势，同时也毫不避讳地指出了其在元数据同步和客户端切换时可能引入的复杂性与潜在的性能瓶颈。作者的笔锋非常客观，没有过度美化任何一种技术方案，而是客观地摆出了每种选择的利弊权衡。这种成熟的视角，让这本书的价值超越了单纯的技术手册，更像是一部分布式存储领域的“思想录”。

这本书的文字风格，怎么说呢，有点像一位严谨的大学教授在做深度讲座，学术气息很浓，但又透着一股务实的工程师的底色。我最喜欢的部分是作者对“隔离性”与“吞吐量”之间矛盾的探讨。他通过引入几个自创的性能模型（虽然没有明确标出公式，但逻辑链条非常清晰），说明了在海量小文件场景下，Block 规划策略如何直接影响到 Namenode 的内存压力和整体集群的响应时间。这种将理论与实际资源消耗紧密结合的论述方式，极其考验作者的功底。阅读到关于机架感知（Rack Awareness）的章节时，我发现作者对网络拓扑的理解已经深入到物理层面的延迟考量。他不仅解释了为什么需要机架感知，还细致地分析了在不同网络架构下（如 Spine-Leaf vs. 传统三层架构），数据写入和读取路径上的延迟差异会如何影响 HDFS 的平均 I/O 性能。这本书的深度绝对不是市面上那些“快速入门”书籍能比拟的，它要求读者有一定的预备知识，但一旦啃下来，收获的绝对是系统性的理解，而非零散的技巧点。

这本书的封面设计得非常大气，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的银色字体，一看就知道内容非同小可。我翻阅了前几章，发现作者在叙述基础概念时，采用了非常生活化的比喻，比如将数据块比作乐高积木，将 Namenode 的角色比作项目总管。这种深入浅出的讲解方式，对于我这样半路出家接触大数据领域的读者来说，简直是福音。很多复杂的分布式系统原理，一下子就变得清晰明了，不再是那些晦涩难懂的术语堆砌。特别是他对 HDFS 架构演进历史的梳理，简直像在听一位资深架构师娓娓道来，充满了经验的沉淀和对技术趋势的洞察。书中对不同版本 HDFS 中 RPC 机制的演变进行了详尽的对比分析，这一点让我印象极其深刻，它不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入探讨了“为什么会这样设计”以及“这样做带来的性能和稳定性上的取舍”。阅读过程中，我感觉自己不只是在学习技术规范，更是在学习一种解决实际问题的思维模式。那几页关于故障恢复流程的图示，复杂却又逻辑严密，配合着文字的精准描述，让原本我认为是黑盒子的底层运维操作，变得透明化了。总的来说，这是一本结构清晰、讲解透彻，且充满实践智慧的入门与进阶指南。

我是在一个高强度的项目攻坚期接触到这本书的，坦白讲，初期阅读的感受是略有压力的。书中对 HDFS 源码层面的一些关键函数调用栈进行了追踪分析，这部分内容对我这样的应用层开发者来说，信息密度过高，需要反复查阅官方文档才能跟上作者的思路。不过，一旦跨越了这个门槛，那种豁然开朗的感觉非常棒。特别是关于 Lease Recovery 机制的剖析，作者不仅解释了它如何保证数据写入的原子性，还详细对比了在不同存储介质（SSD vs. HDD）上，该机制的性能表现差异，这体现了作者对硬件环境影响的深刻认知。这本书的结构安排非常巧妙，它并没有按照 HDFS 的目录结构去组织内容，而是以“可靠性”、“扩展性”、“性能”这三大核心目标为脉络，将相关的技术点串联起来，形成了一个完整的知识网络。这种以目标驱动而非结构驱动的编排方式，让读者能更好地理解设计背后的意图，而不是孤立地学习各个模块的功能。

从排版和校对的角度来看，这本书的质量是上乘的。几乎没有发现错别字或图表标注的混乱，这对于技术书籍来说至关重要。给我留下最深刻印象的是作者对“弹性伸缩”的讨论。在现今云原生和容器化的大背景下，如何让 HDFS 这样的传统系统优雅地应对节点动态增减，是业界一大难题。这本书非常前瞻性地探讨了 HDFS 在 K8s 环境下部署的挑战，并提出了一些基于外部管理工具的辅助策略，比如如何平滑地进行 Block 迁移以应对节点下线而不触发大量心跳超时告警。这部分内容明显是基于最新的工程实践提炼出来的，而非仅仅是对旧有架构的复述。作者的文笔在保持专业性的同时，还穿插了一些他对未来存储技术趋势的个人见解，例如他对下一代分布式文件系统融合的展望。读完之后，我感觉自己对 HDFS 的理解不再是停留在“文件系统”的层面，而是将其视为一个复杂、动态、且需要持续运维优化的“生命体”。这本书为我未来在设计和维护大规模数据平台时，提供了一个非常坚实且富有前瞻性的参考框架。

内容其实不多，有很多都是环境的安装和测试，不过对于我这个门外汉来说，可以快速了解一下HADOOP的高可用机制，3分。

难道这就是传说的源码分析...,一坨一坨的java代码。

比较全面，深入

这个方向比较小，受众太窄，而且变化太快了，一两年后可能技术就完全不同了，写个博客挺好的，不知道为什么单独成书了。从内容上看，基本是贴代码加一些分析，架构图类图状态图之类的比较少，看起来比较费劲，不如自己看代码来的方便。

比较全面，深入