Docker最核心的特性之一，就是能夠?qū)⑷魏螒?yīng)用包括Hadoop打包到Docker鏡像中。這篇教程介紹了利用Docker在單機(jī)上快速搭建多節(jié)點(diǎn) Hadoop集群的詳細(xì)步驟。作者在發(fā)現(xiàn)目前的Hadoop on Docker項目所存在的問題之后，開發(fā)了接近最小化的Hadoop鏡像，并且支持快速搭建任意節(jié)點(diǎn)數(shù)的Hadoop集群。

一. 項目簡介

GitHub: kiwanlau/hadoop-cluster-docker

直接用機(jī)器搭建Hadoop集群是一個相當(dāng)痛苦的過程，尤其對初學(xué)者來說。他們還沒開始跑wordcount，可能就被這個問題折騰的體無完膚了。而且也不是每個人都有好幾臺機(jī)器對吧。你可以嘗試用多個虛擬機(jī)搭建，前提是你有個性能杠杠的機(jī)器。

我的目標(biāo)是將Hadoop集群運(yùn)行在Docker容器中，使Hadoop開發(fā)者能夠快速便捷地在本機(jī)搭建多節(jié)點(diǎn)的Hadoop集群。其實這個想法已經(jīng)有了不少實現(xiàn)，但是都不是很理想，他們或者鏡像太大，或者使用太慢，或者使用了第三方工具使得使用起來過于復(fù)雜。下表為一些已知的Hadoop on Docker項目以及其存在的問題。

我的項目參考了alvinhenrick/hadoop-mutinode項目，不過我做了大量的優(yōu)化和重構(gòu)。alvinhenrick/hadoop-mutinode項目的GitHub主頁以及作者所寫的博客地址如下：

• GitHub：Hadoop (YARN) Multinode Cluster with Docker
• 博客：Hadoop (YARN) Multinode Cluster with Docker

下面兩個表是alvinhenrick/hadoop-mutinode項目與我的kiwenlau/hadoop-cluster-docker項目的參數(shù)對比：

可知，我主要優(yōu)化了這樣幾點(diǎn)：

• 更小的鏡像大小
• 更快的構(gòu)造時間
• 更少的鏡像層數(shù)

更快更方便地改變Hadoop集群節(jié)點(diǎn)數(shù)目

另外，alvinhenrick/hadoop-mutinode項目增加節(jié)點(diǎn)時需要手動修改Hadoop配置文件然后重新構(gòu)建hadoop-nn-dn 鏡像,然后修改容器啟動腳本，才能實現(xiàn)增加節(jié)點(diǎn)的功能。而我通過shell腳本實現(xiàn)自動話，不到1分鐘可以重新構(gòu)建hadoop-master鏡像，然后立即運(yùn)行!本項目默認(rèn)啟動3個節(jié)點(diǎn)的Hadoop集群，支持任意節(jié)點(diǎn)數(shù)的Hadoop集群。

另外，啟動Hadoop，運(yùn)行wordcount以及重新構(gòu)建鏡像都采用了shell腳本實現(xiàn)自動化。這樣使得整個項目的使用以及開發(fā)都變得非常方便快捷。

開發(fā)測試環(huán)境

• 操作系統(tǒng)：ubuntu 14.04 和 ubuntu 12.04
• 內(nèi)核版本: 3.13.0-32-generic
• Docker版本：1.5.0 和1.6.2

小伙伴們，硬盤不夠，內(nèi)存不夠，尤其是內(nèi)核版本過低會導(dǎo)致運(yùn)行失敗。

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二. 鏡像簡介

本項目一共開發(fā)了4個鏡像：

• serf-dnsmasq
• hadoop-base
• hadoop-master
• hadoop-slave

serf-dnsmasq鏡像

• 基于ubuntu:15.04 (選它是因為它最小，不是因為它***)
• 安裝serf: serf是一個分布式的機(jī)器節(jié)點(diǎn)管理工具。它可以動態(tài)地發(fā)現(xiàn)所有Hadoop集群節(jié)點(diǎn)。
• 安裝dnsmasq: dnsmasq作為輕量級的DNS服務(wù)器。它可以為Hadoop集群提供域名解析服務(wù)。

容器啟動時，master節(jié)點(diǎn)的IP會傳給所有slave節(jié)點(diǎn)。serf會在container啟動后立即啟動。slave節(jié)點(diǎn)上的serf agent會馬上發(fā)現(xiàn)master節(jié)點(diǎn)(master IP它們都知道嘛)，master節(jié)點(diǎn)就馬上發(fā)現(xiàn)了所有slave節(jié)點(diǎn)。然后它們之間通過互相交換信息，所有節(jié)點(diǎn)就能知道其他所有節(jié)點(diǎn)的存在了。(Everyone will know Everyone)。serf發(fā)現(xiàn)新的節(jié)點(diǎn)時，就會重新配置dnsmasq，然后重啟dnsmasq。所以dnsmasq就能夠解析集群的所有節(jié)點(diǎn)的域名啦。這個過程隨著節(jié)點(diǎn)的增加會耗時更久，因此，若配置的Hadoop節(jié)點(diǎn)比較多，則在啟動容器后需要測試serf是否發(fā)現(xiàn)了所有節(jié)點(diǎn)，DNS是否能夠解析所有節(jié)點(diǎn)域名。稍等片刻才能啟動Hadoop。這個解決方案是由SequenceIQ公司提出的，該公司專注于將Hadoop運(yùn)行在Docker中。參考這個演講稿。

hadoop-base鏡像

• 基于serf-dnsmasq鏡像
• 安裝JDK(OpenJDK)
• 安裝openssh-server，配置無密碼SSH
• 安裝vim：介樣就可以愉快地在容器中敲代碼了
• 安裝Hadoop 2.3.0: 安裝編譯過的Hadoop(2.5.2， 2.6.0， 2.7.0 都比2.3.0大，所以我懶得升級了)

另外，編譯Hadoop的步驟請參考我的博客。

如果需要重新開發(fā)我的hadoop-base, 需要下載編譯過的hadoop-2.3.0安裝包，放到hadoop-cluster-docker/hadoop-base/files目錄內(nèi)。我編譯的64位hadoop-2.3.0下載地址：

http://pan.baidu.com/s/1sjFRaFz

另外，我還編譯了64位的Hadoop 2.5.2、2.6.0,、2.7.0, 其下載地址如下：

• hadoop-2.3.0: http://pan.baidu.com/s/1sjFRaFz
• hadoop-2.5.2: http://pan.baidu.com/s/1jGw24aa
• hadoop-2.6.0:http://pan.baidu.com/s/1eQgvF2M
• hadoop-2.7.0: http://pan.baidu.com/s/1c0HD0Nu

hadoop-master鏡像

• 基于hadoop-base鏡像
• 配置hadoop的master節(jié)點(diǎn)
• 格式化namenode

這一步需要配置slaves文件，而slaves文件需要列出所有節(jié)點(diǎn)的域名或者IP。因此，Hadoop節(jié)點(diǎn)數(shù)目不同時，slaves文件自然也不一樣。因此，更改Hadoop集群節(jié)點(diǎn)數(shù)目時，需要修改slaves文件然后重新構(gòu)建hadoop-master鏡像。我編寫了一個resize- cluster.sh腳本自動化這一過程。僅需給定節(jié)點(diǎn)數(shù)目作為腳本參數(shù)就可以輕松實現(xiàn)Hadoop集群節(jié)點(diǎn)數(shù)目的更改。由于hadoop-master 鏡像僅僅做一些配置工作，也無需下載任何文件，整個過程非常快，1分鐘就足夠了。

hadoop-slave鏡像

• 基于hadoop-base鏡像
• 配置hadoop的slave節(jié)點(diǎn)

鏡像大小分析

下表為sudo docker images的運(yùn)行結(jié)果：

易知以下幾個結(jié)論：

• serf-dnsmasq鏡像在ubuntu:15.04鏡像的基礎(chǔ)上增加了75.4MB
• hadoop-base鏡像在serf-dnsmasq鏡像的基礎(chǔ)上增加了570.7MB
• hadoop-master和hadoop-slave鏡像在hadoop-base鏡像的基礎(chǔ)上大小幾乎沒有增加

下表為sudo docker history index.alauda.cn/kiwenlau/hadoop-base:0.1.0的部分運(yùn)行結(jié)果

可知：

• 基礎(chǔ)鏡像ubuntu:15.04為131.3MB
• 安裝OpenJDK需要324.6MB
• 安裝Hadoop需要158.5MB
• Ubuntu、OpenJDK與Hadoop均為鏡像所必須，三者一共占了614.4MB

因此，我所開發(fā)的hadoop鏡像以及接近最小，優(yōu)化空間已經(jīng)很小了。

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三. 3節(jié)點(diǎn)Hadoop集群搭建步驟

1. 拉取鏡像

sudo docker pull index.alauda.cn/kiwenlau/hadoop-master:0.1.0 
 
sudo docker pull index.alauda.cn/kiwenlau/hadoop-slave:0.1.0 
 
sudo docker pull index.alauda.cn/kiwenlau/hadoop-base:0.1.0 
 
sudo docker pull index.alauda.cn/kiwenlau/serf-dnsmasq:0.1.0 

3~5分鐘OK~也可以直接從我的DokcerHub倉庫中拉取鏡像，這樣就可以跳過第2步：

sudo docker pull kiwenlau/hadoop-master:0.1.0 
 
sudo docker pull kiwenlau/hadoop-slave:0.1.0 
 
sudo docker pull kiwenlau/hadoop-base:0.1.0 
 
sudo docker pull kiwenlau/serf-dnsmasq:0.1.0 

查看下載的鏡像：

sudo docker images 

運(yùn)行結(jié)果：

其中hadoop-base鏡像是基于serf-dnsmasq鏡像的，hadoop-slave鏡像和hadoop-master鏡像都是基于hadoop-base鏡像。所以其實4個鏡像一共也就777.4MB。

2. 修改鏡像tag

sudo docker tag d63869855c03 kiwenlau/hadoop-slave:0.1.0 
 
sudo docker tag 7c9d32ede450 kiwenlau/hadoop-master:0.1.0 
 
sudo docker tag 5571bd5de58e kiwenlau/hadoop-base:0.1.0 
 
sudo docker tag 09ed89c24ee8 kiwenlau/serf-dnsmasq:0.1.0 

查看修改tag后鏡像：

sudo docker images 

運(yùn)行結(jié)果：

之所以要修改鏡像，是因為我默認(rèn)是將鏡像上傳到Dockerhub, 因此Dokerfile以及shell腳本中得鏡像名稱都是沒有alauada前綴的，sorry for this....不過改tag還是很快滴。若直接下載我在DockerHub中的鏡像，自然就不需要修改tag...不過Alauda鏡像下載速度很快的哈~

3.下載源代碼

git clone https://github.com/kiwenlau/hadoop-cluster-docker

為了防止GitHub被XX，我把代碼導(dǎo)入到了開源中國的Git倉庫：

git clone http://git.oschina.net/kiwenlau/hadoop-cluster-docker

4. 運(yùn)行容器

cd hadoop-cluster-docker 
 
./start-container.sh 

運(yùn)行結(jié)果：

start master container... 
 
start slave1 container... 
 
start slave2 container... 
 
root@master:~# 

一共開啟了3個容器，1個master, 2個slave。開啟容器后就進(jìn)入了master容器root用戶的根目錄(/root)。

查看master的root用戶家目錄的文件：

ls

運(yùn)行結(jié)果：

hdfs run-wordcount.sh serf_log start-hadoop.sh start-ssh-serf.sh 

start-hadoop.sh是開啟hadoop的shell腳本，run-wordcount.sh是運(yùn)行wordcount的shell腳本，可以測試鏡像是否正常工作。

5.測試容器是否正常啟動(此時已進(jìn)入master容器)

查看hadoop集群成員：

serf members 

運(yùn)行結(jié)果：

master.kiwenlau.com 172.17.0.65:7946 alive 
 
slave1.kiwenlau.com 172.17.0.66:7946 alive 
 
slave2.kiwenlau.com 172.17.0.67:7946 alive 

若結(jié)果缺少節(jié)點(diǎn)，可以稍等片刻，再執(zhí)行“serf members”命令。因為serf agent需要時間發(fā)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)。

測試ssh：

ssh slave2.kiwenlau.com 

運(yùn)行結(jié)果：

Warning: Permanently added 'slave2.kiwenlau.com,172.17.0.67' (ECDSA) to the list of known hosts. 
 
Welcome to Ubuntu 15.04 (GNU/Linux 3.13.0-53-generic x86_64) 
 
* Documentation: https://help.ubuntu.com/ 
 
The programs included with the Ubuntu system are free software; 
 
the exact distribution terms for each program are described in the 
 
individual files in /usr/share/doc/*/copyright. 
 
Ubuntu comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent permitted by 
 
applicable law. 
 
root@slave2:~# 

退出slave2：

exit 

運(yùn)行結(jié)果：

logout 
 
Connection to slave2.kiwenlau.com closed. 

若ssh失敗，請稍等片刻再測試，因為dnsmasq的dns服務(wù)器啟動需要時間。測試成功后，就可以開啟Hadoop集群了!其實你也可以不進(jìn)行測試，開啟容器后耐心等待一分鐘即可!

6. 開啟Hadoop

./start-hadoop.sh 

上一步ssh到slave2之后，請記得回到master啊!運(yùn)行結(jié)果太多，忽略，Hadoop的啟動速度取決于機(jī)器性能....

7. 運(yùn)行wordcount

./run-wordcount.sh 

運(yùn)行結(jié)果：

input file1.txt: 
 
Hello Hadoop 
 
input file2.txt: 
 
Hello Docker 
 
wordcount output: 
 
Docker 1 
 
Hadoop 1 
 
Hello 2 

wordcount的執(zhí)行速度取決于機(jī)器性能....

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四. N節(jié)點(diǎn)Hadoop集群搭建步驟

1. 準(zhǔn)備工作

參考第二部分1~3：下載鏡像，修改tag，下載源代碼

注意，你可以不下載serf-dnsmasq，但是請***下載hadoop-base，因為hadoop-master是基于hadoop-base構(gòu)建的。

2. 重新構(gòu)建hadoop-master鏡像

./resize-cluster.sh 5 

不要擔(dān)心，1分鐘就能搞定

你可以為resize-cluster.sh腳本設(shè)不同的正整數(shù)作為參數(shù)數(shù)1, 2, 3, 4, 5, 6...

3. 啟動容器

./start-container.sh 5 

你可以為resize-cluster.sh腳本設(shè)不同的正整數(shù)作為參數(shù)數(shù)1, 2, 3, 4, 5, 6...

這個參數(shù)呢，***還是得和上一步的參數(shù)一致:)

這個參數(shù)如果比上一步的參數(shù)大，你多啟動的節(jié)點(diǎn)，Hadoop不認(rèn)識它們..

這個參數(shù)如果比上一步的參數(shù)小，Hadoop覺得少啟動的節(jié)點(diǎn)掛掉了..

4. 測試工作

參考第三部分5~7：測試容器，開啟Hadoop，運(yùn)行wordcount

請注意，若節(jié)點(diǎn)增加，請務(wù)必先測試容器，然后再開啟Hadoop, 因為serf可能還沒有發(fā)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)，而dnsmasq的DNS服務(wù)器表示還沒有配置好服務(wù)

測試等待時間取決于機(jī)器性能....