Ubuntu Hadoop 资源如何管理 - 问答

Ubuntu环境下Hadoop资源管理指南
Hadoop资源管理的核心是通过合理配置集群参数、优化资源调度策略及监控系统状态，实现CPU、内存、存储及网络资源的高效利用，提升集群整体性能。以下是具体管理方法：

一、基础资源规划与配置

1. 硬件资源准备

CPU：根据集群规模（如10节点以内）选择多核处理器（建议每节点≥4核），MapReduce任务并行度依赖CPU核心数；YARN的yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores需设置为物理核心数（避免超线程导致的资源竞争）。
内存：NameNode、ResourceManager等关键组件需分配足够内存（如NameNode建议≥8GB），YARN的yarn.nodemanager.resource.memory-mb需匹配节点总内存（扣除系统预留1-2GB）；MapReduce任务的mapreduce.map.memory.mb（默认1GB）、reduce.memory.mb（默认2GB）需根据任务复杂度调整（如复杂计算任务可增至4GB）。
存储：优先使用SSD替代HDD（尤其是NameNode数据目录），提升HDFS读写性能；HDFS块大小（dfs.blocksize）根据数据规模调整（如128MB-256MB，默认128MB），大块减少元数据操作，适合大文件；小块适合小文件但增加元数据负载。

2. Hadoop核心配置

HDFS配置：
- dfs.replication：根据集群规模设置副本数（生产环境建议3副本，测试环境可设为1以节省存储）；
- dfs.namenode.name.dir/dfs.datanode.data.dir：指定NameNode/Datanode数据存储路径（多路径可提升IO吞吐，如/data1/hdfs/name,/data2/hdfs/name）。
YARN配置：
- yarn.nodemanager.resource.memory-mb：NodeManager可分配的总内存（如8GB）；
- yarn.scheduler.minimum-allocation-mb/maximum-allocation-mb：容器资源分配的最小（如1GB）/最大（如8GB）值，避免资源碎片化；
- yarn.nodemanager.aux-services：设置为mapreduce_shuffle（MapReduce shuffle服务的必需配置）。
MapReduce配置：
- mapreduce.framework.name：设置为yarn（启用YARN作为资源管理框架）；
- mapreduce.map.memory.mb/reduce.memory.mb：Map/Reduce任务的内存分配（需与YARN容器配置一致，如Map任务2GB、Reduce任务4GB）；
- mapreduce.map.java.opts/reduce.java.opts：JVM堆大小（通常为任务内存的70%，如Map任务-Xmx1400m）。

二、资源调度策略选择与优化

YARN提供三种调度器，需根据集群使用场景选择：

FIFO Scheduler（先进先出）：单队列，任务按提交顺序执行。优点是简单，缺点是不支持多用户/多任务并行，生产环境极少使用（仅适合测试）。
Capacity Scheduler（容量调度）：多队列（如default、hadoop、spark），每个队列分配最低资源保证（如hadoop队列占30%资源）和最高资源上限（如不超过50%）。剩余资源可临时分配给其他队列，适合多团队共享集群（如数据团队、AI团队）。配置文件为capacity-scheduler.xml，示例：
```
<property>
  <name>yarn.scheduler.capacity.root.hadoop.capacity</name>
  <value>30</value> 
</property>
<property>
  <name>yarn.scheduler.capacity.root.hadoop.maximum-capacity</name>
  <value>50</value> 
</property>
```
Fair Scheduler（公平调度）：多队列，动态分配资源，确保所有队列获得公平的资源份额（如两个队列各占50%，若队列A空闲，队列B可使用其资源）。适合需要公平性的场景（如多个用户提交不同优先级的任务）。配置文件为fair-scheduler.xml，示例：
```
<property>
  <name>yarn.scheduler.fair.user-as-default-queue</name>
  <value>true</value> 
</property>
<property>
  <name>yarn.scheduler.fair.default.queue</name>
  <value>default</value> 
</property>
```
生产环境推荐Capacity Scheduler（更适合多团队资源隔离）或Fair Scheduler（更适合公平性需求）。

三、资源监控与调优

1. 监控工具

Web UI：通过NameNode Web UI（http://namenode-ip:50070）查看HDFS存储状态（如容量、副本数）；ResourceManager Web UI（http://resourcemanager-ip:8088）查看集群资源使用情况（如内存、CPU占用）、队列资源分配及任务运行状态。
命令行工具：使用hadoop dfsadmin -report查看HDFS节点状态；yarn node -list查看集群节点列表；yarn top实时查看节点资源占用（如CPU、内存）。
第三方工具：Ambari（提供集群统一管理界面，支持资源监控、告警）、Ganglia（分布式监控系统，支持历史数据查询）。

2. 日志分析

任务日志：通过ResourceManager Web UI查看任务日志（如Map/Reduce任务的stderr、stdout），分析慢任务（如某Map任务耗时过长）的原因（如数据倾斜、资源不足）。
系统日志：查看Hadoop日志文件（位于$HADOOP_HOME/logs目录下，如hadoop-*-namenode-*.log、yarn-*-resourcemanager-*.log），定位系统级问题（如NameNode启动失败、NodeManager宕机）。

四、常见问题排查与优化

资源不足：若集群频繁出现“资源不足”错误，需调整YARN资源配置（如增加yarn.nodemanager.resource.memory-mb）或扩展集群节点（添加新DataNode/NodeManager）。
数据倾斜：某Map任务处理的数据量远大于其他任务，导致任务延迟。解决方法：优化数据分区策略（如使用CustomPartitioner替代默认分区器），或在Map端进行预聚合（使用Combiner减少中间数据量）。
网络瓶颈：若数据传输延迟高，需启用数据压缩（mapreduce.map.output.compress=true，压缩算法选择snappy，平衡压缩率与CPU开销）或调整HDFS块大小（增大块大小减少网络传输次数）。

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