Hadoop 高可用
在Hadoop 2.0以前的版本，NameNode面临单点故障风险（SPOF），也就是说，一旦NameNode节点挂了，整个集群就不可用了，而且需要借助辅助NameNode来手工干预重启集群，这将延长集群的停机时间。而Hadoop 2.0版本支持一个备用节点用于自动恢复NameNode故障，Hadoop 3.0则支持多个备用NameNode节点，这使得整个集群变得更加可靠。
什么是 Hadoop 高可用
Hadoop 2.0版本支持一个备用节点用于自动恢复NameNode故障，Hadoop 3.0则支持多个备用NameNode节点，这些都是针对NameNode单点故障问题比较可靠的解决方案。利用一个或者多个备用NameNode来达到故障时自动切换的目的，这就是我们所说的Hadoop高可用。
什么是故障切换
当系统中其中一项设备失效而无法运作时，另一项设备即可自动接手原失效系统所执行的工作，这就是故障切换。
故障切换可分成两种方式：
优雅的故障切换：这种需要系统管理员手动切换。通常在定期维护系统的时候使用这种故障切换方式，也就是说必须人工干预，把集群控制权切换到备用的NameNode。
自动故障切换：系统自动把集群控制器切换到备用NameNode，且切换过程不需要人工干预。
NameNode 高可用
Hadoop 实现自动故障切换需要用到下面的组件：
- ZooKeeper quorum
- ZKFailoverController 进程（ZKFC）
ZooKeeper quorum
ZooKeeper quorum 是一种集中式服务，主要为分布式应用提供协调、配置、命名空间等功能。它提供组服务和数据同步服务，它让客户端可以实时感知数据的更改，并跟踪客户端故障。HDFS故障自动切换的实现依赖下面两个方面：
- 故障监测：ZooKeeper维护一个和NameNode之间的会话。如果NameNode发生故障，该会话就会过期，会话一旦失效了，ZooKeeper将通知其他NameNode启动故障切换进程。
- 活动NameNode选举：ZooKeeper提供了一种活动节点选举机制。只要活动的NameNode发生故障失效了，其他NameNode将从ZooKeeper获取一个排它锁，并把自身声明为活动的NameNode。
ZKFailoverController（ZKFC）
ZKFC 是 ZooKeeper 的监控和管理 namenode 的一个客户端。所以每个运行 namenode 的机器上都会有 ZKFC。
那ZKFC具体作用是什么？主要有以下3点：
状态监控：ZKFC 会定期用 ping 命令监测活动的 NameNode，如果 NameNode 不能及时响应ping 命令，那么 ZooKeeper 就会判断该活动的 NameNode 已经发生故障了。
ZooKeeper会话管理：如果 NameNode 是正常的，那么它和 ZooKeeper 会保持一个会话，并持有一个 znode 锁。如果会话失效了，那么该锁将自动释放。
基于ZooKeeper的选举：如果 NameNode 是正常的，ZKFC 知道当前没有其他节点持有 znode 锁，那么 ZKFC 自己会试图获取该锁，如果锁获取成功，那么它将赢得选举，并负责故障切换工作。这里的故障切换过程其实和手动故障切换过程是类似的；先把之前活动的节点进行隔离，然后把 ZKFC 所在的机器变成活动的节点。