虛擬機搭建Hadoop集羣
作者：愛寶貝丶
來源：https://my.oschina.net/zhangxufeng/blog/1623171
安裝包準備
操作系統：ubuntu-16.04.3-desktop-amd64.iso
軟件包：VirtualBox
安裝包：hadoop-3.0.0.tar.gz，jdk-8u161-linux-x64.tar.gz
1. 環境準備
使用VirtualBox和下載的ubuntu鏡像文件新建三個Ubuntu操作環境，具體配置如下：
2. 網絡環境準備
點擊VirtualBox右側“全局工具->主機網絡管理器”，點擊新建，並且勾選DHCP服務器中的啓用服務器，其餘的按照默認配置點擊應用即可，這個過程相當於在VirtualBox中創建了一個名稱爲vboxnet0的路由器：
關閉創建的每一臺虛擬機，然後分別選中每一臺虛擬機，點擊“設置->網絡->網卡2”，啓用網絡連接，並且選擇連接方式爲“僅主機(Host-Only)網絡”，界面名稱爲剛剛創建的vboxnet0。
這裏需要注意一定要在關閉虛擬機的狀態下配置網卡2，因爲在運行過程中的虛擬機是不允許配置網卡的。另外，這裏網卡1和網卡2的區別在於網卡1用於供給虛擬機連接外部網絡的，虛擬機通過網卡1連接VirtualBox，再通過VirtualBox連接外網；網卡2則相當於提供了一個路由器，供給三臺虛擬機相互之間以及與主機之間進行連接的。
打開一臺虛擬機，執行以下命令安裝vim（默認情況下，Ubuntu是不帶vim的）：
sudo apt-get install -y vim
執行以下命令查看當前網絡地址：
ifconfig
將如下配置添加到/etc/network/interfaces文件中，爲當前虛擬機配置靜態ip：
auto enp0s8
iface enp0s8 inet static
address 192.168.56.4
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.1
dns-nameservers 202.120.111.3
如此按照上述方式對另外兩臺虛擬機配置網絡環境即可。
這裏三臺虛擬機的用戶與ip分別配置如下：
3. SSH免密登錄
由於Ubuntu沒有ssh客戶端，可以執行如下命令爲每臺虛擬機安裝ssh客戶端：
sudo apt-get install -y openssh-server
安裝完成後執行如下命令生成ssh公鑰：
ssh-keygen -t rsa
該命令執行期間一直按回車即可。公鑰生成後會在用戶目錄~下生成一個.ssh文件夾，裏面包含id_rsa和id_rsa.pub兩個文件。
將三臺虛擬機生成的id_rsa.pub文件中的內容都複製到同一個文件中，命名爲authorized_keys，並且將該文件在每臺虛擬機的.ssh文件夾下都創建一份，該文件相當於爲其中的每個公鑰所指代的機器提供ssh登錄的權限，由於三臺虛擬機的authorized_keys都有各自的公鑰，因而其相互之間可以通過ssh免密登錄。示例authorized_keys文件如下：
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDFez1asGIktruVI53uJHT3s8UZHoIi3X98G5mFV/7+MAs8xXeXV7HbHfi2FfJnMl/qTY/W4VZWdoFLizDBrtUDHTtigVxs5uK4re8qlvSApmqy9Xi0c+qpLKHSeFBpCSqKgngrwE/+DOFnkkTSH/hv6bIpGPTYArpOXdY203vyt6/MM/HKed0WeAcDbCdfKjke4Q2IHi6APghwjML3oD1N0rNGU28SRc8iGdg+vGp6Ajkr034VZCx7fY/BmjYhxPvJ6c5hnVSwqik05xdw2Dh+6eLkiOOnO1LknFw7KdFqa1435sOxxHhar8+ELiKu/mYzVcZMizN0AiPQGxjP96fl hadoop01@hadoop01
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDDCXKskhH0VFzh8KrJt3PmbR/Yxbgv5le4iEdvIPWWXAC7XDuPGrz1XH/ZYlZWauyV/LsMN3qjbeHzyfeuuNuV6Skpy/lofsIO88/XH0NFYcAxQtIQfSLwbOGVWziibOPY+gI8Bnzeb7hAYk10V2cI26hKWMpEHxOu/lCxcNuM5Y+CBs2kx2KzzvwgUjF12P6Jz4+SguCERi+Cz1JQ0YuXHBRLXGgwXMRyYUlC3KxIvyeZzI0+Gpew4nTFFXBoDIEaWn9Ma8+AcHNm9ejnO9ChSCN3zXJf7nnaXKUmi5jyQu88e+qmhDt2Pzj0E/kaKRkxso7e+sgHMBp8eXpJu/eT hadoop02@hadoop02
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQCm4yk0TVpfhU0jSf4PMH60fOhMYrxCI9DeG/tcs0LTAUHGatuY3XRd6X3B5tShUlCvr9M1DVRgszk0Nz9VOzgqFsIXUxJLAir4dQIj+nVY0QcyTwzwbqm93YDZfaoYrO9xgEriZ6XVK78bWc8bMWpc9z35Kp4U6ytTQUufVwnsVXgAcBN6rQ/ZZFiJvCwnsZDtNsT/zVNWdrnVMKFbm+0rQHzt+jQEgfunwQeEkj8G21iPMpG9MxuHLmzOx+7XaxNLl/P2oHto8lQJgm0DYLJy6JLPa3rkd+NuBxYoqRxr1A1eC/7f3480bz+HHym5e0dSh8HuG3XJihIoR1SLm1Sd hadoop03@hadoop03
按照上述配置完成之後，可使用如下命令在一臺虛擬機上登錄另外兩臺虛擬機（這裏hadoop02和hadoop03爲目標機器的用戶，@符號後的內容爲目標機器的ip地址）：
ssh [email protected]
ssh [email protected]
這裏需要注意，如此配置之後即可按照上述方式使用ssh登錄免密登錄其他機器，但是這種配置還不完全夠，因爲在後續使用hive和hbase的過程中，其集羣內部是使用如下方式登錄的：
ssh hadoop02
ssh hadoop03
這種登錄方式其實可以理解爲別名登錄，其將hadoop02指代爲[email protected]，在ssh中可以通過配置config文件來設置別名，該config文件放置在.ssh文件夾下即可，具體的配置如下：
Host hadoop02
hostname 192.168.56.3
user hadoop02
Host hadoop03
hostname 192.168.56.8
user hadoop03
4. jdk和Hadoop安裝
需要說明的是如下jdk和hadoop安裝只是一臺虛擬機上的配置，其餘兩臺虛擬機的配置方式與其類似。
將下載的jdk和Hadoop安裝包使用tar命令解壓，如：
tar -zxvf jdk-8u161-linux-x64.tar.gz
使用ln命令爲jdk和hadoop解壓包創建軟連接，創建軟連接的優點在於如果後續需要更改jdk或者Hadoop的版本，只需要把軟連接指向新的解壓目錄即可，而不需要到處更改配置的環境變量，因爲環境變量都是基於軟連接配置的：
ln -s jdk1.8.0_161 jdk
ln -s hadoop-3.0.0 hadoop
創建軟連接之後的目錄結構如下所示：
drwxrwxr-x 5 hadoop01 hadoop01 4096 2月 23 17:46 ./
drwxr-xr-x 19 hadoop01 hadoop01 4096 2月 23 20:46 ../
lrwxrwxrwx 1 hadoop01 hadoop01 12 2月 22 22:24 hadoop -> hadoop-3.0.0/
drwxr-xr-x 12 hadoop01 hadoop01 4096 2月 23 10:24 hadoop-3.0.0/
lrwxrwxrwx 1 hadoop01 hadoop01 12 2月 22 22:06 jdk -> jdk1.8.0_161/
drwxr-xr-x 8 hadoop01 hadoop01 4096 12月 20 08:24 jdk1.8.0_161/
編輯用戶目錄下的.profile文件，在其中加上如下內容：
export JAVA_HOME=/home/hadoop01/xufeng.zhang/jdk
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib:$CLASSPATH
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH
export HADOOP_HOME=/home/hadoop01/xufeng.zhang/hadoop
export PATH=$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin:$PATH
export HADOOP_COMMON_HOME=$HADOOP_HOME
export HADOOP_HDFS_HOME=$HADOOP_HOME
export HADOOP_MAPRED_HOME=$HADOOP_HOME
export YARN_HOME=$HADOOP_HOME
export HADOOP_CLIENT_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export HADOOP_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export HADOOP_OPTS="-Djava.library.path=$HADOOP_HOME/lib/native"
export HADOOP_COMMON_LIB_NATIVE_DIR=$HADOOP_HOME/lib/native
保存之後，使用如下source命令才能使編輯的環境變量生效：
source ~/.profile
使用java -version命令查看配置的Java運行環境是否正常：
hadoop01@hadoop01:~/xufeng.zhang$ java -version
java version "1.8.0_161"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_161-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.161-b12, mixed mode)
使用hadoop version命令查看Hadoop是否配置正確：
hadoop01@hadoop01:~/xufeng.zhang$ hadoop version
Hadoop 3.0.0
Source code repository https://git-wip-us.apache.org/repos/asf/hadoop.git -r c25427ceca461ee979d30edd7a4b0f50718e6533
Compiled by andrew on 2017-12-08T19:16Z
Compiled with protoc 2.5.0
From source with checksum 397832cb5529187dc8cd74ad54ff22
This command was run using /home/hadoop01/xufeng.zhang/hadoop-3.0.0/share/hadoop/common/hadoop-common-3.0.0.jar
對於另外兩臺虛擬機，可以按照上述方式進行類似的配置即可。
5. Hadoop集羣環境的搭建
Hadoop集羣的配置，主要有如下幾個文件需要修改：
core-site.xml
hdfs-site.xml
mapred-site.xml
yarn-site.xml
hadoop-env.sh
core-site.xml的配置如下：
fs.defaultFS
hdfs://192.168.56.3:9000
hadoop.tmp.dir
/home/hadoop01/xufeng.zhang/hadoop/tmp
fs.trash.interval
10080
hdfs-site.xml的配置如下：
dfs.replication
3
dfs.permissions.enabled
false
dfs.http.address
192.168.56.3:50070
dfs.secondary.http.address
192.168.56.4:50090
dfs.namenode.name.dir
/home/hadoop01/xufeng.zhang/hadoop/data/namenode
dfs.datanode.data.dir
/home/hadoop01/xufeng.zhang/hadoop/data/datanode
mapred-site.xml的配置
mapreduce.framework.name
yarn
mapreduce.jobhistory.address
192.168.56.3:10020
mapreduce.jobhistory.webapp.address
192.168.56.3:19888
mapreduce.job.ubertask.enable
true
yarn.app.mapreduce.am.env
HADOOP_MAPRED_HOME=${HADOOP_HOME}
mapreduce.map.env
HADOOP_MAPRED_HOME=${HADOOP_HOME}
mapreduce.reduce.env
HADOOP_MAPRED_HOME=${HADOOP_HOME}
這裏需要注意的是，yarn.app.mapreduce.am.env，mapreduce.map.env和mapreduce.reduce.env三個參數一定要配上，否則在運行MapReduce任務時會報如下錯誤：
Could not find or load main class org.apache.hadoop.mapreduce.v2.app.MRAppMaster
yarn-site.xml的配置
yarn.nodemanager.aux-services
mapreduce_shuffle
yarn.resourcemanager.hostname
192.168.56.4
yarn.web-proxy.address
192.168.56.4:8888
yarn.log-aggregation-enable
true
yarn.log-aggregation.retain-seconds
604800
yarn.application.classpath
$HADOOP_CLIENT_CONF_DIR,
$HADOOP_CONF_DIR,$HADOOP_COMMON_HOME/*,
$HADOOP_COMMON_HOME/lib/*,
$HADOOP_HDFS_HOME/*,
$HADOOP_HDFS_HOME/lib/*,
$YARN_HOME/*,
$YARN_HOME/lib/*
hadoop-env.sh的配置
這裏需要着重強調hadoop-env.sh的配置，因爲該配置是比較容易掉的配置，而且在執行任務的過程中沒有該配置則會報找不到環境變量的錯誤。該配置文件中主要需要配置JAVA_HOME參數，如：
# The java implementation to use. By default, this environment
# variable is REQUIRED on ALL platforms except OS X!
export JAVA_HOME=/home/hadoop01/xufeng.zhang/jdk
可以看到，在該文件中已經說明了除了OS X操作系統可以部配該變量外，其餘的操作系統都需要配置。
如此，單個虛擬機上的Hadoop集羣環境配置即完成了，其餘的虛擬機集羣環境配置和上述操作基本一致。這裏有一個簡便的方式，即將當前虛擬機上的配置文件拷貝到另外兩臺虛擬機，並且替換其Hadoop的配置文件，替換後只需要更改其中有關路徑的配置，如core-site.xml的hadoop.tmp.dir更改爲對應虛擬機的路徑即可。
6. 集羣啓動
集羣啓動之前需要對集羣每個節點的NameNode進行格式化，即初始化NameNode的相關存儲環境信息。格式化命令如下：
hadoop namenode -format
格式化完成之後，分別在每臺機器上執行如下命令即可啓動Hadoop，該命令是Hadoop的sbin目錄下的一個命令，在進行環境變量配置時已將其添加到了PATH裏了：
start-all.sh
如果需要關閉Hadoop，可執行如下命令：
stop-all.sh
啓動完成後可以使用如下命令在每臺機器上查看Hadoop是否成功啓動了：
jps
各節點的啓動信息如下：
hadoop01@hadoop01:~/xufeng.zhang/hadoop/etc/hadoop$ jps
3680 Jps
3154 NodeManager
2627 DataNode
2788 SecondaryNameNode
3381 WebAppProxyServer
3038 ResourceManager
hadoop02@hadoop02:~$ jps
2883 Jps
2035 NameNode
2659 NodeManager
2152 DataNode
hadoop03@hadoop03:~$ jps
2083 DataNode
2759 Jps
2525 NodeManager
可以看到這裏hadoop02機器爲主NameNode節點，hadoop01爲副NameNode節點；hadoop01，hadoop02和hadoop03都爲DataNode節點。這裏也可以打開如下鏈接查看各個節點的運行情況：
http://192.168.56.4:8088/
http://192.168.56.3:50070/
7. 結語
本文主要講解了如何通過虛擬機搭建一個有三個DataName，一個主NameNode和一個SecondaryNameNode的Hadoop集羣，並且講解了在配置過程中可能會出現的問題。本人在集羣的搭建過程中出現了很多問題，通過不斷的查資料，最終將集羣搭建起來併成功運行了MapReduce任務。這裏做一個總結，一是分享給閱讀者，以減少其出錯的概率，二是方便後續自己再次搭建時有資料可查。
