最近想学习如何使用hdfs来存储文件，在网上学习了一下，明确了HDFS（Hadoop Distribute File System 分布式存储）、mapReduce（分布式计算）、YARN（Yet Another Resource Negotiator资源管理）是hadoop的三大组成部分，要想使用hdfs，必须搭建hadoop集群，为此展开了近一个星期的摸索。
网上的教程有很多，但很多都写的不全，自己也是一直踩坑，无奈之下只好对着官方文档一个个看，逐渐理解并明确了部署方法，在经过反复测试确保正常之后，决定在此记录一下，以便与大家交流分享。

1、集群规划

1.1 hadoop版本

hadoop版本不同，配置的内容也不同，本文使用的是hadopp-3.3.2，同样适用3的其他版本，安装包链接见2.1节

1.2 节点数量

只为测试学习，节点不用太多，计划使用3个节点，即构建3个docker容器，1个namenode节点，2个datanode节点，其中1个datanode作为second namenode

1.3 hostname与ip

hadoop集群要求节点具有固定的hostname和ip，在此做如下规划：
namenode的hostname为master，ip为192.168.0.10
第1个datanode的hostname为slave1，ip为192.168.0.11
第2个datanode的hostname为slave2，ip为192.168.0.12

1.4 端口

hadoop集群提供了网页管理界面，主要包括hdfs（文件系统）、cluster（集群）、jobhistory（历史任务）三大部分，每个部分都有访问的端口号。通过查阅官方文档确认了默认的端口号分别为9870、8088、19888，我们直接使用这些默认的端口号

2、hadoop镜像构建

2.1 安装包

hadoop-3.3.2.tar.gz
jdk-8u321-linux-x64.tar.gz hadoop需要java的环境，此包下载需要oracle账号，没有账号的可以免费注册，如果有使用M1 MacOS系统的请下载aarch64版本的

2.2 Dockerfile

构建镜像我们使用Dockerfile，注意这个文件的内容大家可以根据自己的情况修改，如
镜像源：使用centos7，大家可以换
LABEL：元数据这里列了作者和日期，大家可以改成自己的信息
ssh：用于节点直接相互访问用
which：hadoop命令执行需要which，不然会报错
jdk：不是8u321版本的，可以修改下面这两行中的版本信息

ADD jdk-8u321-linux-x64.tar.gz /usr/local/
RUN mv /usr/local/jdk1.8.0_321 /usr/local/jdk1.8

hadoop：不是3.3.2版本的，可以修改下面这两行中的版本信息

ADD hadoop-3.3.2.tar.gz /usr/local
RUN mv /usr/local/hadoop-3.3.2 /usr/local/hadoop

下面是完整的文件内容

# 镜像源
FROM centos:7

# 添加元数据  
LABEL author="hjq" date="2022/03/05"

# 安装openssh-server和sudo软件包，并且将sshd的UsePAM参数设置成no
RUN yum install -y openssh-server sudo
RUN sed -i 's/UsePAM yes/UsePAM no/g' /etc/ssh/sshd_config

# 安装openssh-clients
RUN yum install -y openssh-clients

# 安装which
RUN yum install -y which

# 添加测试用户root，密码root，并且将此用户添加到sudoers里
RUN echo "root:root" | chpasswd
RUN echo "root ALL=(ALL) ALL" >> /etc/sudoers
RUN ssh-keygen -t dsa -f /etc/ssh/ssh_host_dsa_key
RUN ssh-keygen -t rsa -f /etc/ssh/ssh_host_rsa_key

# 启动sshd服务并且暴露22端口
RUN mkdir /var/run/sshd
EXPOSE 22

# 拷贝并解压jdk，根据自己的版本修改
ADD jdk-8u321-linux-x64.tar.gz /usr/local/
RUN mv /usr/local/jdk1.8.0_321 /usr/local/jdk1.8
ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8
ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH

# 拷贝并解压hadoop，根据自己的版本修改
ADD hadoop-3.3.2.tar.gz /usr/local
RUN mv /usr/local/hadoop-3.3.2 /usr/local/hadoop
ENV HADOOP_HOME /usr/local/hadoop
ENV PATH $HADOOP_HOME/bin:$PATH

# 设置容器启动命令
CMD ["/usr/sbin/sshd", "-D"]

2.3 构建

在本地新建一个自定义名称的文件夹，将上述的Dockerfile、hadoop-3.3.2.tar.gz、jdk-8u321-linux-x64.tar.gz拷贝到该文件夹下，然后使用终端进入该目录，并运行docker build -t hadoop-test .别忘了后面的.

等待运行结束，包含ssh、jdk、hadoop的镜像就构建完成了

3、hadoop镜像配置

我们先用上述构建好的镜像运行一个测试容器，在此容器中配置好参数后，保存为新的镜像，这样以后构建node容器就不用重新配置了

1. 构建容器 docker run -d --name hadoop-test hadoop-test
2. 进入容器 docker exec -it hadoop-test bash
3. 进入hadoop配置目录 cd /usr/local/hadoop/etc/hadoop/
4. 配置hadoop环境变量 vi hadoop-env.sh

export HDFS_NAMENODE_USER=root
export HDFS_DATANODE_USER=root
export HDFS_SECONDARYNAMENODE_USER=root
export YARN_RESOURCEMANAGER_USER=root
export YARN_NODEMANAGER_USER=root
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8

6. 配置核心参数 vi core-site.xml
   io.file.buffer.size：文件缓冲区大小，默认为4096（4MB），可以按需修改
   fs.trash.interval：清理回收站的间隔，单位为分钟，默认为0，表示hdfs里删除的文件不会进入回收站，而是直接删除，可以按需修改

<configuration>
    <property>
        <name>fs.defaultFS</name>
        <value>hdfs://master:9000</value>
    </property>
    <property>
        <name>hadoop.tmp.dir</name>
        <value>file:/usr/local/hadoop/tmp</value>
    </property>
    <property>
        <name>io.file.buffer.size</name>
        <value>131702</value>
    </property>
    <property>
        <name>fs.trash.interval</name>
        <value>1440</value>
    </property>
</configuration>

5. 配置hdfs vi hdfs-site.xml
   dfs.namenode.name.dir：namenode存储表信息的路径
   dfs.datanode.data.dir：datanode存储实际文件数据块的路径
   dfs.replication：文件副本个数，不超过datanode的个数
   dfs.namenode.secondary.http-address：secondary namenode服务网址，端口号默认为9868，可按需修改

<configuration>
    <property>
        <name>dfs.namenode.name.dir</name>
        <value>file:/usr/local/hadoop/hdfs/name</value>
    </property>
    <property>
        <name>dfs.datanode.data.dir</name>
        <value>file:/usr/local/hadoop/hdfs/data</value>
    </property>
    <property>
        <name>dfs.replication</name>
        <value>2</value>
    </property>
    <property>
        <name>dfs.namenode.secondary.http-address</name>
        <value>master:9001</value>
    </property>
</configuration>

6. 配置资源管理 vi yarn-site.xml
   yarn.resourcemanager.hostname：yarn管理的主机名
   yarn.nodemanager.aux-services：默认
   yarn.log-aggregation-enable：是否聚合各子节点的日志信息到主节点，设置为是，不然在web上看不到日志
   yarn.log-aggregation.retain-seconds：日志保存时长，单位秒，默认为-1，不删除，可按需设置

<configuration>

<!-- Site specific YARN configuration properties -->
    <property>
        <name>yarn.resourcemanager.hostname</name>
        <value>master</value>
    </property>
    <property>
        <name>yarn.nodemanager.aux-services</name>
        <value>mapreduce_shuffle</value>
    </property>
    <property>
        <name>yarn.log-aggregation-enable</name>
        <value>true</value>
    </property>
    <property>
        <name>yarn.log-aggregation.retain-seconds</name>
        <value>640800</value>
    </property>

</configuration>

7. 配置分布式计算 vi mapred-site.xml
   mapreduce.framework.name：用于执行MapReduce作业的运行时框架，可选项是local、classic、yarn，默认为local，我们选yarn
   mapreduce.jobhistory.address：日志历史服务器地址，默认为0.0.0.0:10020，可按需修改
   mapreduce.jobhistory.webapp.address：日志历史网页地址，默认为0.0.0.0:19888，可按需修改

<configuration>
    <property>
        <name>mapreduce.framework.name</name>
        <value>yarn</value>
    </property>
    <property>
        <name>mapreduce.jobhistory.address</name>
        <value>master:10020</value>
    </property>
    <property>
        <name>mapreduce.jobhistory.webapp.address</name>
        <value>master:19888</value>
    </property>
    <property>
        <name>yarn.app.mapreduce.am.env</name>
        <value>HADOOP_MAPRED_HOME=$HADOOP_HOME</value>
    </property>
    <property>
        <name>mapreduce.map.env</name>
        <value>HADOOP_MAPRED_HOME=$HADOOP_HOME</value>
    </property>
    <property>
        <name>mapreduce.reduce.env</name>
        <value>HADOOP_MAPRED_HOME=$HADOOP_HOME</value>
    </property>
</configuration>

8. 配置子节点 vi workers hadoop2配置的slaves，这是2与3的一大差别
   将文中的localhost用我们的datanode的hostname替换

slave1
slave2

9. 到此hadoop的配置基本搞定，退出并关闭容器
   将此容器保存为新的镜像 docker commit hadoop-test hadoop:base

4、集群搭建

有了上述配置好的hadoop镜像，我们可以快速构建 node 容器

4.1 构建docker网桥

之前说过，hadoop要求节点具有固定ip，docker可以通过network为容器配置固定ip

docker network create --subnet=192.168.0.0/24 hadoop

其中24表示ip的前24位为固定，后8为可用，即192.168.0.1-192.168.0.254可用，hadoop为network的名称，此部分可按需修改

4.2 构建node容器

分别运行如下命令构建master、slave1、slave2三个容器，其中–hostname用于设置node的主机名称，–ip用于配置固定ip

我们为master绑定8088、9870、19888端口号，便于在本地访问

需要注意的是，我们在构建镜像时为容器设置了启动命令CMD ["/usr/sbin/sshd", "-D"]（Dockerfile最后一行，使容器启动时自动启动ssh服务），所以不要使用docker run -itd来构建容器，否则会被后面自定义的命令（如bash）替换，导致ssh未启动，从而出现22端口无法访问的问题

docker run -d --name master --hostname master --network hadoop --ip 192.168.0.10 -P -p 8088:8088 -p 9870:9870 -p 19888:19888 hadoop:base
docker run -d --name slave1 --hostname slave1 --network hadoop --ip 192.168.0.11 -P hadoop:base
docker run -d --name slave2 --hostname slave2 --network hadoop --ip 192.168.0.12 -P hadoop:base

4.3 配置node免密登录

进入master容器 docker exec -it master bash
生成密钥 ssh-keygen 一直回车就行
将密钥分发给其他node，此过程需要输入 yes 和 密码（Dockerfile里设置的是root）

ssh-copy-id master
ssh-copy-id slave1
ssh-copy-id slave2

进入其他datanode节点做上述同样的操作

4.4 启动服务

ok，终于全都配置好了，回到master容器去启动服务

1. 格式化hdfs hdfs namenode -format注意，第一次格式化就行，以后慎用，格式化会导致namenode的clusterID和datanode的clusterID不一致，以致datanode无法启动
2. 启动服务 $HADOOP_HOME/sbin/start-all.sh
3. 启动历史日志服务 $HADOOP_HOME/bin/mapred --daemon start historyserver
4. 查看启动的服务 jps，master节点有如下服务表示正常
   
5. 进入slave1、slave2容器，运行 jps，slave节点有如下服务表示正常
   

4.5 关闭服务

如果需要关闭服务，可执行以下命令

1. 关闭历史任务服务 $HADOOP_HOME/bin/mapred --daemon stop historyserver
2. 关闭服务 $HADOOP_HOME/sbin/stop-all.sh

5、hadoop测试

5.1 hdfs服务测试

1. 在master容器中新建一个文件 vi test.txt，随便输入一些字符，并保存退出
2. 将文件保存到hdfs的根目录 hdfs dfs -put test.txt /
3. 查看hdfs的根目录内容 hadoop fs -ls /，可以看到文件已保存到hdfs
   
4. 我们也可以通过浏览器访问hdfs管理界面，在浏览器中输入localhost:9870，并在Utilities中点击Browse the file system，即可看到文件存储情况，网址端口号根据自己的配置来
   

5.2 mapReduce服务测试

1. 进入hadoop计算样例目录 cd $HADOOP_HOME/share/hadoop/mapreduce
2. 运行测试样例 hadoop jar hadoop-mapreduce-examples-3.3.2.jar pi 3 100 调用jar包计算pi的值，计算100次（根据自己的hadoop版本修改命令）
3. 通过浏览器查看，在浏览器中输入localhost:8088，可以查看任务情况以及日志等，网址端口号根据自己的配置来
   
4. 运行完的任务过一段时间会清除，此时可以去历史任务页面查看，网址为localhost:19888，网址端口号根据自己的配置来
   

结语

写了一晚上终于写完了，最近一周没算白忙活，后面还得继续深入学习，加油~

参考文献

1. https://www.cnblogs.com/rmxd/p/12051866.html
2. https://www.lousenjay.top/2018/08/21/hadoop3.0%E5%85%A8%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F%E9%9B%86%E7%BE%A4%E6%90%AD%E5%BB%BA/#%E5%89%8D%E6%8F%90%E5%87%86%E5%A4%87
3. https://blog.csdn.net/qq_45744501/article/details/112175428
4. 官方文档