NN和2NN工作机制

NameNode中的元数据是存储在哪里？

元数据存在镜像文件Fsimage和编辑日志Edist文件中。在Secondary NameNode节点中，会定期进行Fsimage和Edits的拷贝与合并，保证元数据的更新。

1.假设存储在NameNode节点的磁盘中，因为要经常进行随机访问和响应客户请求，看起来效率过低；那应该是在内存中；

2.假设只存放在内存中，一旦断电，元数据丢失，整个集群便无法工作；

3.因此应该是在存在磁盘中备份元数据的Fsimage中；但当内存中的元数据更新时，如果同时更新Fsiamge，就会导致效率过低，但如果不更新，就会产生一致性问题，一旦NameNode节点断电，就会产生数据丢失；

4.所以还要引入Edits文件(只进行追加操作，效率高)，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，当NameNode节点断电时，可以通过Fsimage和Edits的合并，合成元数据。

5.但如果长时间添加数据到Edits种，会导致该文件数据过大，效率降低，一旦断电，恢复元数据需要的时间过长。

所以，需要定期进行Fsimage和Edits的合并，如果此操作由NameNode节点完成，效率过低；所有，再次引入一个新的节点Secondary NameNode，专门用于Fsimage和Edits的合并。

第一阶段

1.第一次启动NameNode格式化后，创建Fsimage和Edits文件；
若非第一次启动，直接加载编辑日志Edits和镜像文件Fsimage到内存；

2.客户端对元数据进行增删改的请求；

3.NameNode记录操作日志，更新滚动日志；

4.NameNode在内存中对元数据进行增删改。

第二阶段

1.Secondary NameNode询问NameNode是否需要CheckPoint(定时1hr)；

2.Secondary NameNode请求执行CheckPoint (1min查看一次nn/ 磁盘已满)；

3.NameNode滚动正在写的Edits日志；生成新的edits_inprogress_002，将原来的名称修改为edits_001；

4.将滚动前的编辑日志edits_001和镜像文件fsimage拷贝到Secondary NameNode；

5.Secondary NameNode加载编辑日志edits_001和镜像文件fsimage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(覆盖)。

tips:
1.NameNode和Secondary NameNode的唯一区别：NameNode中记录了最新的edits_inprogress_002操作；

2.最新的元数据 = fsimage + edits_inprogress_002，每次启动NameNode的时候，都会加载一次fsimage + edits_inprogress_002，保证内存中的元数据是最新的。

Fsimage和Edits解析

Fsimage和Edits概念

NameNode被格式化之后，将在/opt/module/hadoop-3.2.2/data/dfs/name/current目录下产生如下文件：

[xiaobai@hadoop102 current]$ pwd
/opt/module/hadoop-3.2.2/data/dfs/name/current

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_exid文件保存的是一个数字，就是最后一个edits_的数字(最新的edits文件)；

4.每次NameNode启动的时候都会将Fsimage文件读入内存，家在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。

oiv查看Fsimage文件

1.查看oiv和oev命令：
oiv: 查看镜像文件；
oev: 查看Edits文件；

[xiaobai@hadoop102 current]$ hdfs
oev                  apply the offline edits viewer to an edits file
oiv                  apply the offline fsimage viewer to an fsimage

2.基本语法：

hdfs oiv -p 文件类型 -i 镜像文件 -o 转换后文件输出路径

3.案例

[xiaobai@hadoop102 current]$ hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000003207 -o /opt/software/fsimage.xml
2021-09-02 22:43:53,417 INFO offlineImageViewer.FSImageHandler: Loading 5 strings
2021-09-02 22:43:53,517 INFO namenode.FSDirectory: GLOBAL serial map: bits=29 maxEntries=536870911
2021-09-02 22:43:53,518 INFO namenode.FSDirectory: USER serial map: bits=24 maxEntries=16777215
2021-09-02 22:43:53,518 INFO namenode.FSDirectory: GROUP serial map: bits=24 maxEntries=16777215
2021-09-02 22:43:53,518 INFO namenode.FSDirectory: XATTR serial map: bits=24 maxEntries=16777215

将显示的xml文件内容拷贝到/opt/software/目录下创建的fsimage.xml文件中

oev查看Edits文件

1.基本语法

hdfs oev -p 文件类型 -i 编辑日志 -o 转换后文件输出路径

2.案例

[xiaobai@hadoop102 current]$ hdfs oev -p XML -i edits_inprogress_0000000000000003208 -o /opt/software/edits.xml

问：NameNode如何确定下次开机启动的时候合并哪些Edits？
合并数字最大的，时间戳最晚的。

CheckPoint时间设置

1.通常情况下，Secondary NameNode每隔1hr执行一次；

2.1min检查一次操作次数，当操作次数达到1百万次时，Secondary NameNode执行一次。

tips: 可在hdfs-default.xml中查看。

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