項目五

大數(shù)據(jù)

優(yōu)化與維護目錄01任務5.1：Hadoop程序優(yōu)化02任務5.2：Hadoop組件性能優(yōu)化04任務5.3：數(shù)據(jù)備份與恢復03任務5.4：系統(tǒng)及核心組件更新升級任務5.1：Hadoop程序優(yōu)化學習Hadoop程序優(yōu)化方法，提升數(shù)據(jù)處理效率學習指導知識目標1.學習Hadoop程序優(yōu)化知識，包括MapReduce任務調(diào)度、數(shù)據(jù)存儲優(yōu)化原理。2.掌握Hadoop性能調(diào)優(yōu)知識，涵蓋內(nèi)存管理、資源分配策略等要點。技能目標1.能夠分析Hadoop程序性能瓶頸，運用工具定位并找出影響性能的關鍵因素。2.學會實施Hadoop程序優(yōu)化措施，如調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)，提升程序效率。素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)大數(shù)據(jù)程序優(yōu)化思維，提升在分布式環(huán)境下對程序性能的敏感度。2.增強解決Hadoop性能問題的能力，在優(yōu)化實踐中應對復雜性能挑戰(zhàn)。任務準備HDFS小文件優(yōu)化HDFS處理大量小文件時，NameNode內(nèi)存占用高、啟動慢，影響集群性能。HDFS小文件問題使用HadoopArchive、SequenceFile和CombineFileInputFormat減少小文件數(shù)量。優(yōu)化策略分布式緩存優(yōu)化Hadoop分布式緩存機制，將文件分發(fā)到各節(jié)點本地文件系統(tǒng)，減少數(shù)據(jù)加載和網(wǎng)絡帶寬需求。分布式緩存簡介適用于靜態(tài)文件共享、重復使用數(shù)據(jù)集、常用庫和框架等場景。應用場景分布式緩存優(yōu)化工作原理包含緩存初始化、文件分發(fā)、本地訪問、數(shù)據(jù)一致性保持等步驟。緩存文件的API訪問可通過API訪問緩存文件，方便數(shù)據(jù)操作。緩存清理定期進行緩存清理，維護系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)類型優(yōu)化Hadoop使用派生于Writable接口的類作為MapReduce計算的數(shù)據(jù)類型。Hadoop數(shù)據(jù)類型介紹1Hadoop提供多種Java基本數(shù)據(jù)類型的Writable封裝，如BooleanWritable等。Java基本數(shù)據(jù)類型的Writable封裝2用戶可創(chuàng)建自定義Writable類，優(yōu)化性能。自定義Writable數(shù)據(jù)類型3任務實施HDFS小文件優(yōu)化開啟JVM重用優(yōu)化小文件處理在小文件場景下，通過配置mapred-site.xml文件開啟JVM重用。開啟JVM重用設置參數(shù)，提高小文件處理效率。配置mapred-site.xml文件分布式緩存優(yōu)化合理分配分布式緩存提升性能使用WordCount程序演示，通過參數(shù)指定緩存文件。合理分配分布式緩存具體展示如何通過WordCount程序?qū)崿F(xiàn)文件在各節(jié)點的本地訪問。使用WordCount程序演示數(shù)據(jù)類型優(yōu)化創(chuàng)建自定義Writable類實現(xiàn)Writable接口、WritableComparable接口，重寫相關方法。實現(xiàn)Writable接口自定義類需實現(xiàn)Writable接口，用于序列化和反序列化。實現(xiàn)WritableComparable接口實現(xiàn)該接口可對自定義類型進行排序和比較。重寫equals和hashCode方法確保自定義類型的對象比較和哈希值計算正確。優(yōu)化序列化過程合理設計序列化方式，提高數(shù)據(jù)處理性能。任務5.2：Hadoop組件性能優(yōu)化優(yōu)化Hadoop組件性能，提升集群整體效能學習指導知識目標1.學習Hadoop組件性能優(yōu)化知識，包括HDFS、MapReduce性能瓶頸原理。2.掌握組件參數(shù)調(diào)優(yōu)知識，涵蓋NameNode、DataNode及任務調(diào)度參數(shù)要點。技能目標1.能夠診斷Hadoop組件性能問題，運用工具分析各組件運行狀況，定位問題。2.學會實施組件性能優(yōu)化措施，調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化配置，提升Hadoop整體性能。素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)性能優(yōu)化思維，提升對Hadoop組件性能關聯(lián)的整體認知。2.增強解決Hadoop性能問題的能力，在優(yōu)化中應對復雜性能難題，保障系統(tǒng)穩(wěn)定。任務準備HDFS集中緩存管理利用集中緩存提升數(shù)據(jù)訪問速度HDFS集中緩存簡介HDFS集中緩存管理將熱點數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存，提高訪問速度和作業(yè)執(zhí)行效率。1HDFS集中緩存架構(gòu)NameNode協(xié)調(diào)DataNode堆外緩存，管理緩存指令和緩存池。2集中緩存配置涉及緩存指令創(chuàng)建、緩存池分配、調(diào)整和監(jiān)控等流程。3MapReduce調(diào)度配置優(yōu)化YARN負責資源管理與作業(yè)調(diào)度，MapReduce任務通過YARN申請資源執(zhí)行。MapReduceonYARN確保所有作業(yè)公平共享集群資源，適合多用戶環(huán)境。公平調(diào)度器（FairScheduler）按預定義容量分配集群資源，支持細粒度資源隔離。容量調(diào)度器（CapacityScheduler）按作業(yè)提交順序分配資源，適用于作業(yè)負載均衡環(huán)境。先進先出調(diào)度器（FIFOScheduler）合理配置調(diào)度器保障作業(yè)執(zhí)行任務實施HDFS集中緩存管理通過命令行工具創(chuàng)建緩存池、配置指令、設置限額并監(jiān)控狀態(tài)。配置HDFS集中緩存使用命令創(chuàng)建緩存池，指定相關參數(shù)。創(chuàng)建緩存池設置緩存指令，關聯(lián)文件和緩存池。配置緩存指令為緩存池設置合理的限額，避免資源過度占用。設置緩存池限額實時查看緩存使用情況，及時調(diào)整策略。監(jiān)控緩存狀態(tài)根據(jù)需要刪除或修改已創(chuàng)建的緩存指令。刪除或修改緩存指令MapReduce調(diào)度配置優(yōu)化配置公平調(diào)度器修改yarn-site.xml和fair-scheduler.xml文件，設置調(diào)度參數(shù)和隊列配置。配置容量調(diào)度器修改yarn-site.xml和capacity-scheduler.xml文件，設置資源分配和隊列容量參數(shù)。配置先進先出調(diào)度器修改yarn-site.xml文件，設置調(diào)度器為FIFO。任務5.3：數(shù)據(jù)備份與恢復保障Hadoop數(shù)據(jù)安全，掌握備份恢復技巧學習指導知識目標1.學習數(shù)據(jù)備份與恢復知識，包括備份策略制定、恢復流程原理。2.掌握數(shù)據(jù)備份工具使用知識，涵蓋HadoopDistCp、快照機制要點。技能目標1.能夠制定數(shù)據(jù)備份方案，依據(jù)業(yè)務需求選擇合適備份策略與工具。2.學會執(zhí)行數(shù)據(jù)恢復操作，利用工具從備份數(shù)據(jù)中完整恢復業(yè)務數(shù)據(jù)。素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)數(shù)據(jù)安全與完整性意識，重視數(shù)據(jù)備份與恢復對業(yè)務的保障作用。2.增強應對數(shù)據(jù)災難的能力，在緊急情況高效完成數(shù)據(jù)恢復，降低損失。任務準備備份與恢復概述HDFS通過數(shù)據(jù)冗余和快照功能保護數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)持續(xù)運行。HDFS備份恢復備份NameNode元數(shù)據(jù)，包括文件屬性和塊位置映射信息。HDFS元數(shù)據(jù)備份恢復

HDFS快照的使用設置快照目錄將目錄設置為Snapshottable，允許拍攝快照。設置快照路徑了解快照表目錄下的文件結(jié)構(gòu)，方便訪問?？煺詹僮鱮oot用戶設置目錄狀態(tài)，其他用戶進行增刪查操作。利用快照功能保護數(shù)據(jù)HDFS本地備份與恢復掌握HDFS數(shù)據(jù)本地備份恢復方法備份HDFS數(shù)據(jù)到本地使用HDFS命令的將數(shù)據(jù)文件備份到本地系統(tǒng)。1基于本地備份恢復HDFS數(shù)據(jù)刪除HDFS數(shù)據(jù)后，用命令將本地備份數(shù)據(jù)恢復到HDFS。2任務實施HDFS元數(shù)據(jù)備份恢復進入安全模式，保存命名空間，備份元數(shù)據(jù)文件到指定目錄。NameNode元數(shù)據(jù)更新備份退出安全模式，模擬元數(shù)據(jù)被刪除或損壞環(huán)境，停止其他服務。NameNode元數(shù)據(jù)刪除復制備份元數(shù)據(jù)到HDFS，嘗試啟動NameNode服務。通過NameNode備份元數(shù)據(jù)信息恢復HDFS通過備份恢復NameNode元數(shù)據(jù)HDFS快照的使用創(chuàng)建快照并基于快照恢復數(shù)據(jù)使用命令為文件創(chuàng)建快照。創(chuàng)建快照刪除原文件后，用命令基于快照恢復數(shù)據(jù)?；诳煺栈謴蛿?shù)據(jù)HDFS本地備份與恢復使用命令備份數(shù)據(jù)文件到本地系統(tǒng)。將HDFS中的數(shù)據(jù)備份到本地刪除HDFS數(shù)據(jù)后，用命令將本地備份數(shù)據(jù)恢復到HDFS?；诒镜貍浞莼謴虷DFS數(shù)據(jù)實踐HDFS數(shù)據(jù)本地備份與恢復任務5.4：系統(tǒng)及核心組件更新升級掌握Hadoop升級方法，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行學習指導知識目標1.學習系統(tǒng)及核心組件更新知識，包括Hadoop、Hive等升級原理與流程。2.掌握更新風險與應對知識，涵蓋兼容性問題、數(shù)據(jù)遷移要點。技能目標1.能夠制定Hadoop等組件升級方案，規(guī)劃升級步驟與資源準備。2.學會在升級中處理數(shù)據(jù)遷移與兼容性問題，保障系統(tǒng)平穩(wěn)過渡。素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)技術更新意識，關注系統(tǒng)及組件發(fā)展，主動推動升級。2.增強應對復雜升級場景的能力，冷靜解決升級中各類突發(fā)問題。任務準備升級評估01考慮兼容性、功能變更、性能預期等因素，判斷是否升級。評估升級必要性02確保新版本與現(xiàn)有系統(tǒng)和組件兼容，避免沖突?？紤]兼容性03了解新版本增加的功能，評估對業(yè)務的影響?？紤]功能變更04明確升級后的性能提升目標，合理規(guī)劃?？紤]性能預期05分析升級可能帶來的風險，制定應對措施?？紤]風險評估06準備回滾方案，以便升級失敗時快速恢復?？紤]回滾計劃07制定詳細的測試計劃，確保升級后系統(tǒng)穩(wěn)定?？紤]測試計劃準備工作

檢查集群的健康狀態(tài)，確保升級順利進行。集群檢查進入安全模式，保存命名空間，備份配置文件和元數(shù)據(jù)。備份HDFS數(shù)據(jù)使用命令進入安全模式，防止數(shù)據(jù)丟失。進入安全模式保存HDFS的命名空間信息，確保數(shù)據(jù)完整性。保存命名空間備份Hadoop相關的配置文件，以便恢復。備份配置文件備份NameNode的元數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)可恢復。備份HDFS元數(shù)據(jù)任務實施操作系統(tǒng)升級使用和命令查看當前操作系統(tǒng)版本。查看操作系統(tǒng)版本根據(jù)集群服務器實際情況，備份系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)。備份系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)使用命令清除yum緩存，為升級做準備。清除yum緩存使用命令更新yum倉庫，獲取最新軟件包。更新yum倉庫逐步啟停集群，確保Hadoop集群服務均已關閉。重啟集群再次查看操作系統(tǒng)版本，確認升級是否成功。查看系統(tǒng)版本是否升級完成升級操作系統(tǒng)保障集群基礎環(huán)境HDFS升級升級HDFS提升數(shù)據(jù)存儲和處理能力1查看HDFS服務版本使用命令查看當前HDFS服務版本。2同步安裝包到其他節(jié)點將HDFS安裝包同步到其他節(jié)點，確保升級一致性。3升級依賴包使用命令升級HDFS依賴包。4啟動舊HDFS集群啟動舊的HDFS集群，確保服務正常運行。7進入安全模式使用命令進入安全模式。6滾動升級準備使用命令進行滾動升級準備。5關閉SecondaryNameNode和NameNode停止SecondaryNameNode和NameNode服務，開始升級。YARN升級查看Yarn服務版本使用命令查看當前Yarn服務版本停止舊YARN服務停止舊的YARN服務，為升級做準備在node1節(jié)點升級ResourceManager在node1節(jié)點升級ResourceManager服務在node1，node2，node3創(chuàng)建