一、存儲機制
1、基礎描述
NameNode運行時元數據需要存放在內存中，同時在磁盤中備份元數據的fsImage，當元數據有更新或者添加元數據時，修改內存中的元數據會把操作記錄追加到edits日志文件中，這里不包括查詢操作。如果NameNode節點發生故障，可以通過FsImage和Edits的合并，重新把元數據加載到內存中，此時SecondaryNameNode專門用于fsImage和edits的合并。
2、工作流程
NameNode機制
- NameNode格式化啟動之后，首次會創建Fsimage和Edits文件；
- 非首次啟動直接加載FsImage鏡像文件和Edits日志到內存中；
- 客戶端對元數據執行增刪改操作會記錄到Edits文件；
- 然后請求的相關操作會修改內存中的元數據；
SecondaryNameNode機制
- 詢問NameNode是否需要CheckPoint，NameNode返回信息；
- 如果需要SecondaryNameNode請求執行CheckPoint；
- NameNode切割現有日志文件，新記錄滾動寫入新Edits文件；
- 滾動前的編輯日志和鏡像文件拷貝到SecondaryNameNode；
- SecondaryNameNode加載Edits日志和FsImage鏡像文件到內存合并；
- 生成新的鏡像文件fsimage.chkpoint后拷貝到NameNode；
- NameNode將fsimage.chkpoint重新命名成fsimage；
3、CheckPoint設置
通過修改hdfs-default.xml文件的相關配置，設置一些SecondaryNameNode的機制，例如每隔一小時執行一次。
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
<value>3600</value>
</property>
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.txns</name>
<value>1000000</value>
<description>文件滿1000000記錄數</description>
</property>
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.check.period</name>
<value>60</value>
<description> 1分鐘檢查一次文件記錄數</description>
</property >
二、文件信息
1、FsImage文件
NameNode內存中元數據序列化備份信息；
生成路徑：基于NameNode節點
cd /opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/name/current/
查看文件
# 基本語法
hdfs oiv -p 轉換文件類型 -i 鏡像文件 -o 轉換后文件輸出路徑
基于語法格式，操作上圖中的文件：
# 轉換文件
hdfs oiv -p XML -i fsimage_0000000000000000019 -o /data/fsimage.xml
# 查看
cat /data/fsimage.xml
這樣就可以看到一些元數據的信息。
2、Edits文件
存放HDFS文件的所有增刪改操作的路徑，會記錄在Edits文件中。
基本語法
hdfs oev -p 轉換文件類型 -i 日志文件 -o 轉換后文件輸出路徑
查看文件
# 轉換文件
hdfs oev -p XML -i edits_0000000000000000020-0000000000000000020 -o /data/edits.xml
# 查看
cat /data/edits.xml
三、故障恢復
1、拷貝SecondaryNameNode數據
首先結束NameNode進程；
刪除NameNode存儲的數據；
[root@hop01 /] rm -rf /opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/name/*
拷貝SecondaryNameNode中數據到NameNode數據存儲目錄下；
# 注意SecondaryNameNode服務配置在hop03上
[root@hop01 /] scp -r root@hop03:/opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/namesecondary/* /opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/name/
重新啟動NameNode進程；
2、基于Checkpoint機制
修改hdfs-site.xml配置，同步到集群相關服務下，重啟HDFS進程；
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.period</name>
<value>120</value>
</property>
<property>
<name>dfs.namenode.name.dir</name>
<value>/opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/name</value>
</property>
結束NameNode進程；
刪除NameNode存儲的數據；
[root@hop01 /] rm -rf /opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/name/*
由于集群中SecondaryNameNode(在hop03)不和NameNode(在hop01)在一個主機節點上，需要將SecondaryNameNode存儲數據的目錄拷貝到NameNode存儲數據的平級目錄，并刪除in_use.lock文件；
[root@hop01 /]scp -r root@hop03:/opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/namesecondary /opt/hadoop2.7/data/tmp/dfs/
[root@hop01 namesecondary/] rm -rf in_use.lock
[root@hop01 dfs]$ ls
data name namesecondary
導入檢查點數據
[root@hop01 hadoop2.7] bin/hdfs namenode -importCheckpoint
重新啟動NameNode
[root@hop01 hadoop2.7] sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
四、多個目錄配置
NameNode可以配置多本地目錄，每個目錄存放內容相同，增加運行的可靠性；
1、添加配置
# vim /opt/hadoop2.7/etc/hadoop/hdfs-site.xml
# 添加內容如下
<property>
<name>dfs.namenode.name.dir</name>
<value>file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name01,file:///${hadoop.tmp.dir}/dfs/name02</value>
</property>
該配置需要同步集群下所有服務；
2、刪除原有數據
集群下所有服務都需要執行該操作；
[root@hop01 hadoop2.7]# rm -rf data/ logs/
格式化NameNode之后重啟集群服務。
五、安全模式
1、基本描述
NameNode剛啟動時，會基于鏡像文件和編輯日志在內存中加載文件系統元數據的映像，然后開始監聽DataNode請求，該過程期間處于一個只讀的安全模式下，客戶端無法上傳文件，在該安全模式下DataNode會發送最新的數據塊列表信息到NameNode，如果滿足最小副本條件，NameNode在指定時間后就會退出安全模式。
2、安全模式
- 安全模式狀態
/opt/hadoop2.7/bin/hdfs dfsadmin -safemode get
- 進入安全模式
/opt/hadoop2.7/bin/hdfs dfsadmin -safemode enter
- 退出安全模式
/opt/hadoop2.7/bin/hdfs dfsadmin -safemode leave
- 等待安全模式
/opt/hadoop2.7/bin/hdfs dfsadmin -safemode wait
