使用 Docker 搭建 Hadoop 集群

1.1. 啟用 WSL 與虛擬機平臺

1.1.1. 啟用功能

啟用 WSL并使用 Moba 連接-CSDN博客

1.2 安裝 Docker Desktop

最新版本鏈接：Docker Desktop: The #1 Containerization Tool for Developers | Docker

指定版本鏈接：Docker Desktop release notes | Docker Docs

（1）安裝好 Docker Desktop，接受相關協議后，進入主界面。如果有 docker hub 帳戶就用帳戶登錄，否則就選沒有帳號繼續即可。

（2）測試 Docker Desktop 是否安裝成功？可以在命令行或終端中輸入命令：

docker -v
# 或者
docker info

1.3. Docker 常用設置

（1）鏡像源設置

這里找的是阿里云的鏡像源，鏈接：容器鏡像服務 (aliyun.com)

進入 Docker Desktop 主界面 → 設置（Settings） → Docker 引擎（Docker Engine）

添加如下內容：

"registry-mirrors": ["https://ib71hsz9.mirror.aliyuncs.com"]

如圖所示：

（2） 修改 Docker Desktop 分發存儲路徑

先查看所有已安裝的 Windows Subsystem for Linux (WSL) 發行版的詳細列表

wsl --list --all -v

在這里插入圖片描述

而 Docker Desktop 默認將所有的 WSL2 分發所對應的 vhdx 硬盤映像文件存到路徑：C:\Users\用戶名\AppData\Local\Docker 下。為了數據安全性及 重用性，一般將上述文件遷移到其它硬盤中。 最新的 Docker Desktop 已支持在設置界面中直接修改 “Resources->Disk image location”，應用并重新啟動即可。如下圖所示：

執行后，應該可以看到在新的目標文件夾中有 data 與 main 兩個子文件夾， 里面分別存放 Docker Desktop 系統及數據。 后面如果重新安裝系統或者重新安裝了 Docker Desktop，只要保留這兩個目 錄下的文件，則原來的所有配置及數據都可以還原。可按如下步驟進行：

查看當前分發命令為：

wsl -l --all -v

停止并注銷分發（注意，關閉 Docker Desktop 管理端）命令為：

wsl -t docker-desktop
wsl --unregister docker-desktop 
wsl -t docker-desktop-data
wsl --unregister docker-desktop-data

導入分發令為：

wsl --import-in-place docker-desktop-data  D:\WSL\DockerDesktopWSL\data\ext4.vhdx 
wsl --import-in-place docker-desktop  D:\WSL\DockerDesktopWSL\main\ext4.vhdx

重新打開 Docker Desktop 管理端

1.4. 基本鏡像制作

為了減少重復工作，可以將集群存儲與計算環境中的常用組件全部安裝好， 并提交到 Docker Server 中，后續容器在些鏡像上創建。

（1） 創建網絡

不管是分布式存儲還是分布式計算，集群的搭建必須保證在同一個網絡中， 讓集群內的所有計算機都可以相互訪問。為此，我們通過 docker 單獨創建一個集群網絡，后續所有容器都在這個網絡中運行。 查看當前網絡命令：

docker network ls

類似結果：

NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
3a6370a8f8eb   bridge    bridge    local
583559d99159   host      host      local
80f6ea320f3b   none      null      local

創建集群網絡命令：

docker network create -d bridge cluster

其中參數 -d bridge 表示連接方式為網橋，cluster 表示網絡名稱

查看網絡信息命令：

docker network inspect cluster

（2） 搜索鏡像

docker search debian

（3） 拉取鏡像

docker pull debian

如果拉取失敗可能是鏡像源問題，嘗試其他鏡像源。

1.5. 制作鏡像（跳過）

（1）Dockerfile 操作指令

指令含義
FROM 鏡像指定新鏡像所基于的鏡像，第一條指令必須為FROM指令,每創建一個鏡像就需要一條FROM指令
MAINTAINER 名字說明新鏡像的維護人信息
RUN命令在所基于的鏡像上執行命令，并提交到新的鏡像中
CMD [“要運行的程序”，“參數1”,“參數2”]指令啟動容器時要運行的命令或者腳本，Dockerfile只能有一條CMD命令， 如果指定多條則只能最后一條被執行
EXPOSE 端口號指定新鏡像加載到Docker時要開啟的端口
ENV 環境變量 變量值設置一個環境變量的值，會被后面的RUN使用
ADD 源文件/目錄目標文件/目錄將源文件復制到目標文件，源文件要與Dockerfile位于相同目錄中，或者是一個URL
COPY 源文件/目錄目標文件/目錄將本地主機上的文件/目錄復制到目標地點，源文件/目錄要與Dockerfile在相同的目錄中
VOLUME [“目錄”]在容器中創建一個掛載點
USER 用戶名/UID指定運行容器時的用戶
WORKDIR 路徑（類似cd）為后續的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作自錄
ONBUILD 命令指定所生成的鏡像作為一個基礎鏡像時所要運行的命令
HEALTHCHECK健康檢查

1.6. 創建容器

（1）創建網橋

docker network create hadoop
docker network ls

在這里插入圖片描述

（2）創建容器

docker run -itd --name hadoop102 --network hadoop -p 8088:8088 -p 50070:50070 debian

參數說明：--name，表示容器名稱；--network 表示使用的網絡；-p 表示映射窗口，8088:8088 表示將容器中的 8088 端口映射到主機的 8088 端口；debian，表示創建容器時使用的鏡像名，也可鏡像 ID（docker image list 查看）；

如果之前創建失敗過會出現容器已存在，這時候使用 docker rm 把他刪了重新創建就好了

（3）查看容器

docker ps

（4）查看網橋

docker network inspect hadoop

1.7. 進入容器搭建集群

1.7.1. 登錄容器

1）如果容器已經關閉，重新啟動一下

docker start hadoop102

進入容器。

docker exec -it hadoop102 bash

表示以交互的方式附加到正在運行的容器，并執行容器中命令：bash

2）給 root 設置密碼

passwd root

1.7.2. 安裝軟件

在安裝基本軟件后，可以 Debian 的軟件源切換到國內，以提高后續軟件安裝的速度，減少等待時間，提高效率。下面以阿里云為例，地理位置也可切換為其它的源，例如騰訊，華為，清華。

# 1. 更新系統
apt update# 2. 安裝網絡工具
apt install -y net-tools# 3. 安裝 ping
apt install -y iputils-ping# 4. 安裝 vim 工具
apt install -y vim# 5. 安裝 ssh
yum install -y openssh
apt install -y openssh-server
apt install -y openssh-client# 6. 安裝 https 組件
apt install -y apt-transport-https# 7. 安裝 rsync
apt install -y rsync

【可選】更換軟件源，以阿里云為例

備份原文件

cd /etc/apt
mv sources.list sources.list.bak

編輯源配置文件命令為：

vim sources.list

在該文件的最上面加入如下內容：

deb https://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye main non-free contrib
deb https://mirrors.aliyun.com/debian-security/ bullseye-security main
deb https://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-updates main non-free contrib
deb https://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-backports main non-free contrib
deb-src https://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye main non-free contrib
deb-src https://mirrors.aliyun.com/debian-security/ bullseye-security main
deb-src https://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-updates main non-free contrib
deb-src https://mirrors.aliyun.com/debian/ bullseye-backports main non-free contrib

更新軟件庫清單

apt-get update
apt-get upgrade

1.7.3. 搭建集群

安裝 JDK 和 Hadoop

1）在容器中創建安裝包目錄

mkdir /opt/software
mkdir /opt/module

在本地主機上執行，將 JDK 壓縮包復制到 Docker 容器中

# docker cp /本地主機路徑/JDK 包 容器 ID:/opt/software/
docker cp jdk-8u144-linux-x64.tar.gz f889ba1fb3d2:/opt/software/
docker cp hadoop-3.3.1.tar.gz f889ba1fb3d2:/opt/software/

在這里插入圖片描述

2）在容器中解壓 JDK 壓縮包

tar -zxvf /opt/software/jdk-8u144-linux-x64.tar.gz -C /opt/module/
tar -zxvf /opt/software/hadoop-3.3.1.tar.gz -C /opt/module/

更改文件夾名稱

cd /opt/module/
mv jdk1.8.0_144 jdk

3）配置環境變量

vim /etc/profile

在末尾添加內容如下：

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
export HADOOP_HOME=/opt/module/hadoop-3.3.1
export PATH=$PATH:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin

使環境變量立即生效

source /etc/profile

檢測是否配置成功（查看 Java 版本）

java -version

# output
java version "1.8.0_144"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_144-b01)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.144-b01, mixed mode)

4）創建 HDFS 工作目錄和 LOG 目錄

創建 HDFS 的 NN 和 DN 工作主目錄，創建 Hadoop 的 log 日志文件目錄（建議將文件放在 /var 目錄下，放別的地方也行）

mkdir -p /var/big_data /var/log_hadoop
配置 Hadoop 集群環境

首先，進入$HADOOP_HOME/etc/hadoop目錄

cd $HADOOP_HOME/etc/hadoop

1）為 Hadoop 提供 JAVA 解釋器路徑信息，主要目的是解決遠程訪問 hadoop 時候JAVA_HOME無法繼承的問題，同時將 Hadoop 的日志存儲路徑修改/var/log_hadoop路徑下，其默認在$HADOOP_HOME/etc/hadoop/logs下，一般情況下建議重新指定路徑。

vim hadoop-env.sh

添加內容如下：（找到對應位置，沒有就加在最后；命令模式下，輸入 :$ 回車，光標就會定位到最后一行，按 O 在下一行輸入內容）

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk
export HADOOP_LOG_DIR=/var/log_hadoop

2）為 Yarn 任務、資源管理器提供 Java 運行環境

vim yarn-env.sh

添加內容如下：

export JAVA_HOME=/opt/module/jdk

3）配置 HDFS 主節點信息、持久化和數據文件的主目錄

vim core-site.xml

添加如下內容：

	<property><!-- 指定NameNode的地址 --><name>fs.defaultFS</name><value>hdfs://hadoop102:9000</value></property><property><!-- 指定hadoop數據的存儲目錄 --><name>hadoop.tmp.dir</name><value>/var/big_data</value></property>

4）配置 HDFS 默認的數據存放策略

vim hdfs-site.xml

添加如下內容：

    <property><!-- DataNode存儲block的副本量,不大于DataNode的個數--><name>dfs.replication</name><value>3</value></property><property><!-- 2nn web端訪問地址--><name>dfs.namenode.secondary.http-address</name><value>hadoop104:9868</value></property><property><!-- 禁用 HDFS ACL（簡單權限）--><name>dfs.permissions</name><value>false</value></property>

5）配置 Mapreduce 任務調度策略

vim mapred-site.xml

添加如下內容：

    <property><!-- 指定MapReduce程序運行在Yarn上 --><name>mapreduce.framework.name</name><value>yarn</value></property><property><!-- 歷史服務器端地址 --><name>mapreduce.jobhistory.address</name><value>hadoop103:10020</value></property><property><!-- 歷史服務器web端地址 --><name>mapreduce.jobhistory.webapp.address</name><value>hadoop103:19888</value></property>

6）配置 YARN 資源管理角色的信息

vim yarn-site.xml

添加如下內容：

	<property><!-- 指定MR走shuffle --><name>yarn.nodemanager.aux-services</name><value>mapreduce_shuffle</value></property><property><!-- 指定ResourceManager的地址--><name>yarn.resourcemanager.hostname</name><value>hadoop102</value></property>

7）配置 DataNode 節點信息

vim workers

添加如下內容（刪除原有內容，不要留任何空格）：

hadoop102
hadoop103
hadoop104

8）配置主機名對應 IP

vim /etc/hosts

添加如下內容：

172.19.0.2	hadoop102
172.19.0.3	hadoop103
172.19.0.4	hadoop104

9）退出容器，在本地主機上執行

保存鏡像

docker commit hadoop102 hadoop

在這里插入圖片描述

克隆多個容器（以三臺服務器集群為例）

docker run -itd --name hadoop103 --network hadoop hadoop
docker run -itd --name hadoop104 --network hadoop hadoop

進入三臺機子

docker exec -it hadoop102 bash
docker exec -it hadoop103 bash
docker exec -it hadoop104 bash
配置 SSH 免密登錄

1）免密登錄原理，如下圖所示

2）查看 ssh 服務狀態 （以下 ssh 有關所以命令均需在三臺機器上執行）

service ssh status

如果沒有運行，使用以下命令啟動它

service ssh start

如果不是默認啟動，設置SSH服務為開機自啟：

systemctl enable ssh

3）生成公鑰和私鑰，注意下面的指令要求3臺機器都要執行，Mobaxterm可以使用MultiExec功能開啟多執行模式，讓三臺機器同時執行。

ssh-keygen -t rsa

然后敲（三個回車），就會生成兩個文件 id_rsa（私鑰）、id_rsa.pub（公鑰）

如果使用的是 root 用戶，需要修改權限

vim /etc/ssh/sshd_config

修改如下內容：

PermitRootLogin yes

重新啟動 ssh 服務

service ssh restart

4）將公鑰拷貝到要免密登錄的目標機器上，各自文件下（不知道密碼使用 passwd root 重新設置）

ssh-copy-id hadoop102
ssh-copy-id hadoop103
ssh-copy-id hadoop104

.ssh文件夾下（~/.ssh）的文件功能解釋

文件名含義
known_hosts記錄ssh訪問過計算機的公鑰(public key)
id_rsa生成的私鑰
id_rsa.pub生成的公鑰
authorized_keys存放授權過得無密登錄服務器公鑰

1.7.4. 集群啟停方式

1）各個模塊分開啟停（配置ssh是前提）

（1）如果集群是第一次啟動，需要在 hadoop102 節點格式化 NameNode

hdfs namenode -format

（2）整體啟停 HDFS/YARN

start-dfs.sh
stop-dfs.sh
start-yarn.sh
stop-yarn.sh

或者

$HADOOP_HOME/sbin/start-dfs.sh
$HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh
$HADOOP_HOME/etc/hadoop/sbin/start-yarn.sh
$HADOOP_HOME/etc/hadoop/sbin/stop-yarn.sh

如果使用的 hadoop 版本為 3.x 應該會出現在下述類型報錯，顯然是參數沒有被定義

Starting namenodes on [hadoop102]
ERROR: Attempting to operate on hdfs namenode as root
ERROR: but there is no HDFS_NAMENODE_USER defined. Aborting operation.
Starting datanodes
ERROR: Attempting to operate on hdfs datanode as root
ERROR: but there is no HDFS_DATANODE_USER defined. Aborting operation.
Starting secondary namenodes [hadoop104]
ERROR: Attempting to operate on hdfs secondarynamenode as root
ERROR: but there is no HDFS_SECONDARYNAMENODE_USER defined. Aborting operati

下面我們需要在定義這些參數

方法一： 在 /etc/profile 文件內配置參數

vim /etc/profile

內容如下：

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

方法二： 修改 start-dfs.sh、stop-dfs.sh、start-yarn.sh、stop-yarn.sh 四個文件

修改 HDFS 文件

vim $HADOOP_HOME/sbin/start-dfs.sh
vim $HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh

在頂部添加以下參數

#!/usr/bin/env bash
HDFS_DATANODE_USER=root
HDFS_DATANODE_SECURE_USER=hdfs
HDFS_NAMENODE_USER=root
HDFS_SECONDARYNAMENODE_USER=root

修改 YARN 文件

vim $HADOOP_HOME/sbin/start-yarn.sh
vim $HADOOP_HOME/sbin/stop-yarn.sh

在頂部添加以下參數

YARN_RESOURCEMANAGER_USER=root
HDFS_DATANODE_SECURE_USER=yarn
YARN_NODEMANAGER_USER=root

2）各個服務組件逐一啟動/停止

（1）啟停 HDFS 組件

hdfs --daemon start/stop namenode/datanode/secondarynamenode

（2）啟停 YARN

yarn --daemon start/stop resourcemanager/nodemanager

（3）啟停 JobHistory

mr-jobhistory-daemon.sh start historyserver
mr-jobhistory-daemon.sh stop historyserver

3.x 版本的應該會出現下述警告

WARNING: Use of this script to start the MR JobHistory daemon is deprecated.
WARNING: Attempting to execute replacement "mapred --daemon start" instead.

不想看到的話，可以改為使用下述命令

mapred --daemon start historyserver
mapred --daemon stop historyserver

1.7.5. 編寫集群常用腳本

集群啟停腳本
vim myhadoop.sh

添加內容如下：

#!/bin/bashif [ $# -lt 1 ]
thenecho "No Args Input..."exit ;
ficase $1 in
"start")echo "=========== 啟動 hadoop 集群 ==========="echo "----------- 啟動 hdfs -----------------"ssh hadoop102 "$HADOOP_HOME/sbin/start-dfs.sh"echo "----------- 啟動 yarn -----------------"ssh hadoop102 "$HADOOP_HOME/sbin/start-yarn.sh"echo "----------- 啟動 historyserver --------"ssh hadoop103 "$HADOOP_HOME/bin/mapred --daemon start historyserver"
;;
"stop")echo "=========== 關閉 hadoop 集群 ==========="echo "----------- 關閉 historyserver --------"ssh hadoop103 "$HADOOP_HOME/bin/mapred --daemon stop historyserver"echo "----------- 關閉 yarn -----------------"ssh hadoop102 "$HADOOP_HOME/sbin/stop-yarn.sh"echo "----------- 關閉 hdfs -----------------"ssh hadoop102 "$HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh"
;;
*)echo "Input Args Error..."
;;
esac

修改腳本執行權限

chmod 777 myhadoop.sh
查看集群所有服務器進程腳本 jpsall
vim jpsall

添加內容如下：

#!/bin/bashfor host in hadoop102 hadoop103 hadoop104
doecho =============== $host ===============ssh $host jps 
done

修改腳本執行權限

chmod 777 jpsall
集群分發腳本 xsync

在 /usr/local/bin 目錄下創建 xsync 文件

cd /usr/local/bin
vim xsync

添加內容如下：

#!/bin/bash#1 獲取輸入參數個數，如果沒有參數，直接退出
pcount=$#
if((pcount==0)); thenecho no args;exit;
fi#2 獲取文件名稱
p1=$1
fname=`basename $p1`
echo fname=$fname#3 獲取上級目錄到絕對路徑
pdir=`cd -P $(dirname $p1); pwd`
echo pdir=$pdir#4 獲取當前用戶名稱
user=`whoami`#5 循環
for i in hadoop102 hadoop103 hadoop104
doecho ------------------- $i --------------rsync -rvl $pdir/$fname $user@$i:$pdir
done

修改腳本執行權限

chmod 777 xsync

1.7.6. 腳本使用

1）啟停 Hadoop 集群全部模塊

./myhadoop.sh start
./myhadoop.sh stop

2）查看 Hadoop 集群所有進程

./jpsall

運行代碼可以看到 hdfs，yarm，historyserver 三個模塊全部啟動

如果無法使用可能環境變量問題（把 /etc/profile 里的 java 環境變量添加到 ~/.bashrc）

vim ~/.bashrc

source ~/.bashrc

查看三臺機器所有進程：

hadoop102：NameNode，DataNode，ResourceManager，NodeManager，Jps
hadoop103：DataNode，NodeManager，JobHistoryServer，Jps
hadoop104：DataNode，SecondaryNameNode，NodeManager，Jps

3）分發文件

退回根目錄，準備一個 test.txt 文件，

xsync test.txt

在另外兩個服務器的根目錄下存在 test.txt 即分發成功。

備注

每次重啟容器需要重新啟動 ssh 服務，同時容器的 IP 與其啟動順序有關會出現不對應的情況，可以自行寫一個 shell 文件每次啟動完運行一下，例如：

# 找到并打開文件/root/.bashrc
$ vim /root/.bashrc
# 在.bashrc末尾添加如下代碼
$ service ssh start

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設計模式-創建型-工廠方法模式

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什么是工廠方法模式&#xff1f; 工廠方法模式&#xff08;Factory Method Pattern&#xff09;是 創建型設計模式之一&#xff0c;目的是通過定義一個用于創建對象的接口&#xff0c;讓子類決定實例化哪個類。簡而言之&#xff0c;工廠方法模式通過延遲對象的創建過程到子類來…
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【Unity3D】ECS入門學習（十二）IJob、IJobFor、IJobParallelFor

【Unity3D】ECS入門學習（十二）IJob、IJobFor、IJobParallelFor

IJob&#xff1a;開啟單個線程進行計算&#xff0c;線程內不允許對同一個數據進行操作&#xff0c;也就是如果你想用多個IJob分別計算&#xff0c;將其結果存儲到同一個NativeArray<int>數組是不允許的&#xff0c;所以不要這樣做&#xff0c;如下例子就是反面教材&#…
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Spring 創建和管理 Bean 的原理，以及Spring 的單例模式是否線程安全？（有無狀態Bean）

Spring 創建和管理 Bean 的原理，以及Spring 的單例模式是否線程安全？（有無狀態Bean）

Spring 是一個輕量級的開源框架&#xff0c;廣泛應用于 Java 企業級應用的開發。它提供了一個全面的、基于 IOC&#xff08;控制反轉&#xff09;和 AOP&#xff08;面向切面編程&#xff09;的容器&#xff0c;可以幫助開發者更好地管理應用程序中的對象。 Spring 創建和管理…
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Docker容器鏡像制作

Docker容器鏡像制作

Docker鏡像的基本概念 1. 什么是Docker鏡像&#xff1f; Docker鏡像是一種輕量級、可執行的軟件包&#xff0c;包含運行某個應用所需的所有代碼、庫、依賴項和配置文件。它的形成是一種“打包”和“快照”過程&#xff0c;使得應用能夠在不同環境中保持一致的功能表現。 2. …
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InfoNCE Loss詳解(上)

InfoNCE Loss詳解(上)

引言 InfoNCE對比學習損失是學習句嵌入繞不開的知識點&#xff0c;本文就從頭開始來探討一下它是怎么來的。 先驗知識 數學期望與大數定律 期望(expectation&#xff0c;expected value&#xff0c;數學期望&#xff0c;mathematical expectation)是隨機變量的平均值&#…
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