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一、VMware准备Linux虚拟机

1.1. VMware安装Linux虚拟机

VMware虚拟机安装程序下载地址（需要自己想办法激活）：https://download3.vmware.com/software/WKST-1750-WIN/VMware-workstation-full-17.5.0-22583795.exe
CentOS操作系统镜像下载地址：https://vault.centos.org/7.6.1810/isos/x86_64/CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso

1.1.1. 修改虚拟机子网IP和网关

下载后，先安装VMware虚拟机，安装成功后，需改虚拟机网络配置。
1、在“编辑”-“虚拟网络编辑器”中修改NAT8网卡的子网IP地址；

2、进入编辑器后，选择“VMnet8”网卡，然后点击右下角的“更改设置”按钮；

3、获取管理员权限后，选择“VMnet8”网卡，将其子网IP修改为“192.168.88.0”；

4、点击“NAT设置”按钮，在NAT设置界面，将网关IP修改为“192.168.88.2”，并保存上述设置。

1.1.2. 安装Linux虚拟机

1、通过VMware菜单中的“文件”-“新建虚拟机”创建一个新的虚拟机；

2、选择前面下载的CentOS操作系统镜像；

3、输入Linux系统用户名和密码（该密码也是root的密码）；

4、填写虚拟机名称和虚拟机的存放位置；

5、之后一直下一步、完成，然后虚拟机开始自己安装，直至安装完成，此过程视个人电脑和网络情况可能需要半小时左右，中间不用任何操作，待系统安装完毕后，虚拟机会自动重启，看到如下界面，代表安装成功。

1.2. VMware克隆三台Linux虚拟机

1、将前面安装好的虚拟机关机，然后在VMware左侧的菜单中，鼠标右键刚才安装好的虚拟机，选择“管理”-“克隆”；

2、然后点击下一页按钮，直到“克隆方法”界面；


3、在克隆方法界面选择“创建完整克隆”，然后继续下一页；

4、重命名虚拟机名称为node1，选择克隆出来的虚拟机存放的路径，然后点击“完成”按钮，VMware就会克隆出一个一摸一样的虚拟机，此过程很快，一般3~5秒的样子；

5、依照上述方法，再克隆出node2和node3，总共3台虚拟机出来；
6、此时先别启动这3台虚拟机，先对3台虚拟机的内存大小进行调整，分别将node1调整到4GB，node2和node3调整成2GB；

7、内存调整完毕后，分别将node1、2、3开机，在开机时，VMware会弹窗提示“无法连接虚拟设备 ide1:0…”，直接点“否”即可，至此，虚拟机克隆完毕，后续我们使用的也是这3台虚拟机。

1.3. 为三台虚拟机配置固定IP

1、三台虚拟机分别启动后，在虚拟机中打开命令行，修改主机名，输入如下命令：

# 切换成root用户
[itheima@locahost ~]$ su -
# 修改当前虚拟机的主机名，这里只演示node1，node2和node3命令相同，只是最后的参数需要修改成node2和node3
[root@locahost ~]# hostnamectl set-hostname node1

2、上述命令执行完毕后，关闭命令行，并重新打开命令行，此时可以看到命令行内的主机名已经变成了node1、node2和node3

3、在命令行里切换到root用户，并执行如下命令：

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

4、打开ifcfg-ens33文件后，将其中BOOTPROTO配置项的值修改为static，然后再在文件末尾追加如下内容：

IPADDR="192.168.88.101"
NETMASK="255.255.255.0"
GATEWAY="192.168.88.2"
DNS1="192.168.88.2"

其中，在node1虚拟机中，IPADDR的值为192.168.88.101，node2虚拟机的IPADDR的值为192.168.88.102，node3虚拟机的IPADDR的值为192.168.88.103；

5、修改网网卡配置后，在命令行中重启网卡，执行如下命令：

systemctl restart network

然后可以使用ifconfig命令查看及其的IP地址，查看上述修改是否成功。

1.4. 配置免密登录

1、修改Windows系统（本机，非虚拟机）的hosts文件（目录为C:\Windows\System32\drivers\etc\），将如下内容追加在hosts文件末尾并保存

192.168.88.101	node1
192.168.88.102	node2
192.168.88.103	node3

2、使用本机的ssh工具连接三台虚拟机（node1、node2、node3），后续所有的命令通过ssh工具操作；
3、分别修改三台虚拟机的hosts文件，此处以node1为例，在命令行中输入

vim /etc/hosts

在hosts文件中追加如下内容：

192.168.88.101  node1
192.168.88.102  node2
192.168.88.103  node3

保存并退出，然后同样的步骤修改node2和node3的hosts文件。
4、在三台虚拟机上分别执行ssh-keygen -t rsa -b 4096命令，然后一路回车到底，给三台虚拟机分别生成好自己的密钥；
5、在三台虚拟机上都执行如下命令，完成免密登录的授权操作：

ssh-copy-id node1
ssh-copy-id node2
ssh-copy-id node3

执行命令过程中，有配置项需要确认输入yes，然后，还需要输入root密码；
6、可以在node1虚拟机通过命令ssh node2查看是否已经配置好了node1到node2的免密登录，同理，可以在node2验证到另两台服务器的免密登录；
7、至此，我们配置好了三台虚拟机root用户之间的免密登录，接下来，我们还需要配置三台虚拟机之间hadoop用户的免密登录；
8、使用useradd hadoop和passwd hadoop命令分别在三台虚拟机上创建hadoop用户；
9、在三台虚拟机上使用su - hadoop命令切换成hadoop用户，然后使用签名用过的ssh-keygen -t rsa -b 4096命令生成hadoop用户的ssh密钥；
10、然后再在三台虚拟机上执行如下命令，实现hadoop用户之间的免密登录：

ssh-copy-id node1
ssh-copy-id node2
ssh-copy-id node3

具体操作和上面配置root用户的免密登录时一样。至此，免密登录配置完成。

1.5. JDK环境部署

1、目前还是使用jdk 1.8版本，下载页面：https://www.oracle.com/cn/java/technologies/downloads/，打开页面一直往下划，划到JDK 1.8的部分，下载x64 Compressed Archive版本；

2、下载后，在虚拟机里面切换成root用户，然后将刚才下载好的jdk压缩包上传到root目录下，执行如下命令：

 mkdir -p /export/server
# 解压刚才上传的jdk压缩包到/export/server目录
tar -zxvf jdk-8u391-linux-x64.tar.gz -C /export/server/
# 创建软连接
ln -s /export/server/jdk1.8.0_391/ /export/server/jdk

3、配置环境变量，使用命令vim /etc/profile打开环境变量配置文件，然后在文件末尾追加如下内容：

export JAVA_HOME=/export/server/jdk
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

然后使用source /etc/profile命令使环境变量生效；
4、将操作系统自带的jdk替换成我们刚才安装的jdk：

# 删除系统自带的java程序
rm -f /usr/bin/java
# 软连接我们自己安装的java程序
ln -s /export/server/jdk/bin/java /usr/bin/java

此时，jdk配置完成，可以使用java -version和javac -version命令校验系统所使用的java是否已经是我们自己安装的JDK。
5、使用scp命令，将已解压的jdk文件夹复制到node2和node3

# 复制到node2
scp -r /export/server/jdk1.8.0_391/ node2:`pwd`/
# 复制到node3
scp -r /export/server/jdk1.8.0_391/ node3:`pwd`/

6、然后参考上面的流程，创建软连接、配置环境变量、移除系统自带的java，完成node2和node3的配置。

1.6. 防火墙、SELinux、时间同步配置

1.6.1. 关闭防火墙

在三台虚拟机上分别执行如下命令：

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
# 关闭防火墙的开机自启
systemctl disable firewalld.service

1.6.2. 关闭SELinux

使用vim /etc/sysconfig/selinux打开selinux的配置文件，将其中的SELINUX=enforcing修改为SELINUX=disabled，然后保存退出，并重启虚拟机（可通过reboot命令）即可。

1.6.3. 配置时间同步

在三台虚拟机上分别依次执行以下步骤
1、安装ntp软件

yum install -y ntp

2、更新时区

# 删除系统的默认时区信息
rm -f /etc/localtime
# 设置虚拟机的时区为中国上海时区
ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

3、同步时间

# 使用阿里云的ntp服务校准本机时间
ntpdate -u ntp.aliyun.com

4、开启ntp服务并设置开机自启

# 启动NTP服务
systemctl start ntpd.service
# 设置NTP服务开机自启动
systemctl enable ntpd.service

1.7. 使用VMware快照功能保存当前已配置好的初始环境

1、将三台虚拟机全部关机；
2、在VMware中，在左侧虚拟机上右键，选择“快照”-“拍摄快照”，填写快照名称和备注，创建虚拟机快照；

node2和node3重复上述步骤，完成快照拍摄

二、在虚拟机里部署HDFS集群

下载Hadoop：https://www.apache.org/dyn/closer.cgi/hadoop/common/hadoop-3.3.4/hadoop-3.3.4.tar.gz
本次演示部署结构如下图所示：

本次部署服务清单如下表所示：

节点	部署的服务
node1	NameNode、DataNode、SecondaryNameNode
node2	DataNode
node3	DataNode

2.1. 部署node1虚拟机

1、将下载好的Hadoop压缩包上传至node1虚拟机的root目录；
2、将Hadoop压缩包解压至/export/server目录下

tar -zxvf hadoop-3.3.4.tar.gz -C /export/server/

3、创建hadoop目录的软链接

# 切换工作目录
cd /export/server/
# 创建软连接
ln -s /export/server/hadoop-3.3.4/ hadoop

4、hadoop目录结构如下

目录	存放内容
bin	存放Hadoop的各类程序（命令）
etc	存放Hadoop的配置文件
include	存放Hadopp用到的C语言的头文件
lib	存放Linux系统的动态链接库（.so文件）
libexec	存放配置Hadoop系统的脚本文件（.sh和.cmd文件）
licenses_binary	存放许可证文件
sbin	管理员程序（super bin）
share	存放二进制源码（jar包）

5、配置workers文件

cd etc/hadoop/
vim workers

将workers文件原有的内容删掉，改为

node1
node2
node3

保存即可；
6、配置hadoop-env.sh文件，使用vim hadoop-env.sh打开，修改以下配置：

# 指明JDK安装目录
export JAVA_HOME=/export/server/jdk
# 指明HADOOP安装目录
export HADOOP_HOME=/export/server/hadoop
# 指明HADOOP配置文件的目录
export HADOOP_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
#指明HADOOP运行日志文件的目录
export HADOOP_LOG_DIR=$HADOOP_HOME/logs

7、配置core-site.xml文件，使用vim core-site.xml打开文件，修改以下配置：

<configuration>
  <property>
    <!--HDFS 文件系统的网络通讯路径-->
    <name>fs.defaultFS</name>
    <value>hdfs://node1:8020</value>
  </property>
  <property>
    <!--io 操作文件缓冲区大小-->
    <name>io.file.buffer.size</name>
    <value>131072</value>
  </property>
</configuration>

8、配置hdfs-site.xml文件，修改以下配置：

<configuration>
  <property>
  	<!--hdfs 文件系统，默认创建的文件权限设置-->
    <name>dfs.datanode.data.dir.perm</name>
    <!-- 700权限即rwx------ -->
    <value>700</value>
  </property>
  <property>
  	<!--NameNode 元数据的存储位置-->
    <name>dfs.namenode.name.dir</name>
    <!-- 在 node1 节点的 /data/nn 目录下 -->
    <value>/data/nn</value>
  </property>
  <property>
    <!--NameNode 允许哪几个节点的 DataNode 连接（即允许加入集群）-->
    <name>dfs.namenode.hosts</name>
    <value>node1,node2,node3</value>
  </property>
  <property>
    <!--hdfs 默认块大小-->
    <name>dfs.blocksize</name>
    <!--268435456即256MB-->
    <value>268435456</value>
  </property>
  <property>
    <!--namenode 处理的并发线程数-->
    <name>dfs.namenode.handler.count</name>
    <value>100</value>
  </property>
  <property>
    <!--从节点 DataNode 的数据存储目录，即数据存放在node1、node2、node3三台机器中的路径-->
    <name>dfs.datanode.data.dir</name>
    <value>/data/dn</value>
  </property>
</configuration>

9、根据上一步的配置项，在node1节点创建/data/nn和/data/dn目录，在node2和node3节点创建/data/dn目录；
10、将已配置好的hadoop程序从node1分发到node2和node3：

# 切换工作目录
cd /export/server/
# 将node1的hadoop-3.3.4/目录复制到node2的同样的位置
scp -r hadoop-3.3.4/ node2:`pwd`/
# 将node1的hadoop-3.3.4/目录复制到node3的同样的位置
scp -r hadoop-3.3.4/ node3:`pwd`/

11、将Hadoop加入环境变量，使用vim /etc/profile打开环境变量文件，将以下内容添加在文件末尾：

export HADOOP_HOME=/export/server/hadoop
export PATH=$PATH:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin

执行source /etc/profile命令使环境变量配置生效；
12、修改相关目录的权限：

chown -R hadoop:hadoop /data
chown -R hadoop:hadoop /export/

2.2. 部署node2和node3虚拟机

本小节内容如无特殊说明，均需在node2和node3虚拟机分别执行！

1、为hadoop创建软链接，命令都是一样的，如下所示：

cd /export/server/
ln -s /export/server/hadoop-3.3.4/ hadoop

2、将Hadoop加入环境变量，使用vim /etc/profile打开环境变量文件，将以下内容添加在文件末尾：

export HADOOP_HOME=/export/server/hadoop
export PATH=$PATH:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin

执行source /etc/profile命令使环境变量配置生效；
3、修改相关目录的权限：

chown -R hadoop:hadoop /data
chown -R hadoop:hadoop /export/

2.3. 初始化并启动Hadoop集群（格式化文件系统）

1、在node1虚拟机上执行以下命令：

# 切换为hadoop用户
su - hadoop
# 格式化namenode
hadoop namenode -format

2、启动集群，在node1虚拟机上执行以下命令：

# 一键启动整个集群，包括namenode、secondarynamenode和所有的datanode
start-dfs.sh
# 查看当前系统中正在运行的Java进程，可以看到每台虚拟机上hadoop的运行情况
jps

3、执行上述步骤之后，我们可以在我们自己的电脑（非虚拟机）上查看 HDFS WEBUI（即HADOOP管理页面），可以通过访问namenode所在服务器的9870端口查看，在本案例中因为namenode处于node1虚拟机上，所以可以访问http://node1:9870/打开。PS：因为之前我们已经配置了本机的hosts文件，所以这里可以使用node1访问，其实这个地址对应的就是http://192.168.88.101:9870/。
4、如果看到以下界面，代表Hadoop集群启动成功了。

2.4. 快照部署好的集群

为了保存刚部署好的集群，在后续如果出现无法解决的问题，不至于重新部署一遍，使用虚拟机快照的方式进行备份。
1、一键关闭集群，在node1虚拟机执行以下命令：

# 切换为hadoop用户
su - hadoop
# 一键关闭整个集群
stop-dfs.sh

关闭完成后，可以在node1、node2、node3虚拟机中使用jps命令查看相应Java进程是否已消失。
2、关闭三台虚拟机；
3、在VMware中，分别在三台虚拟机上右键，“快照”-“拍摄快照”功能创建快照。

2.5. 部署过程中可能会遇到的问题

1. 在以Hadoop用户身份执行start-dfs.sh命令时，提示Permission denied。此时需要检查三台虚拟机上相关路径（/data、/export/server及其子路径）上hadoop用户是否具有读、写、执行的权限。
2. 在执行start-dfs.sh命令后，使用jps命令可以查看已启动的服务，若发现有服务未启动成功的，可以查看/export/server/hadoop/logs目录下的日志文件，若在日志文件中看到类似于无权限、不可访问等报错信息，同样需要检查对应机器的相关路径权限。
3. 执行hadoop namenode -format、start-dfs.sh、stop-dfs.sh等Hadoop相关命令时，若提示command not found，则代表着环境变量没配置好，需要检查三台机器的/etc/profile文件的内容（需要使用source命令使环境变量生效）以及hadoop的软连接是否正确。
4. 执行start-dfs.sh命令后，node1的相关进程启动成功，但node2和node3没有启动的，需要检查workers文件的配置是否有node2和node3。
5. 若在日志文件中看到WstxEOFException或Unexpected EOF等信息，大概率是xml配置文件有问题，需要仔细检查core-site.xml和hdfs-site.xml文件里面的内容（少了某个字母或字符、写错了某个字母或字符），尤其是符号。
   综上，常见出错点总结为：

• 权限未正确配置；
• 配置文件错误；
• 未格式化

2.5. Hadoop HDFS集群启停脚本

注意：在使用以下命令前，一定要确保当前是hadoop用户，否则将报错或没有效果！！！

1. Hadoop HDFS 组件内置了HDFS集群的一键启停脚本。

   • $HADOOP_HOME/sbin/start-dfs.sh，一键启动HDFS集群
     执行流程：

     • 在执行此脚本的机器上，启动SecondaryNameNode；
     • 读取core-site.xml内容（fs.defaultFS项），确定NameNode所在机器，启动NameNode；
     • 读取workers内容，确定DataNode所在机器，启动全部DataNode。

   • $HADOOP_HOME/sbin/stop-dfs.sh，一键关闭HDFS集群
     执行流程：

     • 在执行此脚本的机器上，关闭SecondaryNameNode；
     • 读取core-site.xml内容（fs.defaultFS项），确定NameNode所在机器，关闭NameNode；
     • 读取workers内容，确认DataNode所在机器，关闭全部NameNode。

2. 除了一键启停外，也可以单独控制某个进程的启停。

   • $HADOOP_HOME/sbin/hadoop-daemon.sh，此脚本可以单独控制所在机器的进程启停
     用法：hadoop-daemon.sh (start|status|stop) (namenode|secondarynamenode|datanode)

   • $HADOOP_HOME/sbin/hdfs，此程序也可以单独控制所在机器的进程启停
     用法：hdfs --daemon (start|status|stop) (namenode|secondarynamenode|datanode)

三、使用HDFS文件系统

3.1. 使用命令操作HDFS文件系统

3.1.1. HDFS文件系统基本信息

• HDFS和Linux系统一样，均是以/作为根目录的组织形式；
• 如何区分HDFS和Linux文件系统：
  • Linux文件系统以file://作为协议头，HDFS文件系统以hdfs://namenode:port作为协议头；
  • 例如，有路径/usr/local/hello.txt，在Linux文件系统中表示为file:///usr/local/hello.txt，在HDFS文件系统中表示为hdfs://node1:8020/usr/local/hello.txt；
  • 但一般情况下，协议头是可以省略的，使用Linux命令时，会自动识别为file://协议头，使用HDFS命令时，会自动识别为hdfs://namenode:port协议头；
  • 但如果需要再使用HDFS命令操作Linux文件时，需要明确使用file://协议头。

3.1.2. HDFS文件系统的2套命令体系

老版本
用法：hadoop fs [generic options]

新版本
用法：hdfs dfs [generic options]

两套命令用法完全一致，效果完全一样，但某些特殊命令需要选择hadoop或hdfs命令。

3.1.3. 创建文件夹

用法：
hadoop fs -mkdir [-p] <path> ...
hdfs dfs -mkdir [-p] <path> ...
path为待创建的目录
-p 选项意思与Linux的mkdir -p一样，自动逐层创建对应的目录。
例如：
hadoop fs -mkdir -p file:///home/hadoop/test 在Linux系统下创建/home/hadoop/test文件夹；
hadoop fs -mkdir -p hdfs://node1:8020/itheima/bigdata 在HDFS中创建/itheima/bigdata文件夹；
hdfs dfs -mkdir -p /home/hadoop/itcast 在HDFS中创建/home/hadoop/itcast文件夹；

3.1.4. 查看指定目录下的内容

用法：
hadoop fs -ls [-h] [-R] [<path> ...]
hdfs dfs -ls [-h] [-R] [<path> ...]
path为指定的目录路径
-h 人性化显示size
-R 递归查看指定目录及其子目录。
例如：
hdfs dfs -ls / 查看HDFS 根目录下的内容
hadoop fs -ls / 查看HDFS 根目录下的内容，与上面等效
hdfs dfs -ls -R / 递归查看HDFS根目录下的内容
hdfs dfs -ls file:/// 查看当前这台Linux机器根目录下的内容
hdfs dfs -ls -h / 查看HDFS根目录下的内容，当文件大小大于1k之后，其大小会有单位，便于人的阅读；

3.1.5. 上传文件到HDFS指定目录下

用法：
hadoop fs -put [-f] [-p] <localsrc> ... <dst>
hdfs dfs -put [-f] [-p] <localsrc> ... <dst>
-f 当目标文件已存在时，覆盖目标文件
-p 保留访问和修改时间，所有权和权限
localsrc 要上传的本地（Linux系统）文件的路径
dst 要保存在HDFS中的具体路径。
例如：
hadoop fs -put file:///home/hadoop/test.txt hdfs://node1:8020/ 将本地/home/hadoop/下的test.txt文件上传到HDFS的根目录下的完整写法；
hdfs dfs -put test2.txt / 将本地当前目录下的test2.txt文件上传到HDFS的根目录下；
hdfs dfs -put -f test2.txt / 将本地目录下的test2.txt文件上传到HDFS的根目录下，并强制覆盖原有的test2.txt文件；

3.1.6. 查看HDFS中文件的内容

用法：
hadoop fs -cat <src> ...
hdfs dfs -cat <src> ...
读取大文件时，可以使用管道符配合more
hadoop fs -cat <src> | more
hdfs dfs -cat <src> | more
例如：
hadoop fs -cat /test.txt 查看HDFS根目录下test.txt文件的内容
hdfs dfs -cat /test2.txt | more 查看HDFS根目录下的test2.txt文件的内容，可以翻页，适用于查看大文件

3.1.7. 从HDFS下载文件到本地

用法：
hadoop fs -get [-f] [-p] <src> ... <localdst>
hdfs dfs -get [-f] [-p] <src> ... <localdst>
-f 当目标文件已存在时，覆盖目标文件
-p 保留访问和修改时间，所有权和权限
src 要下载的HDFS文件路径
localdst 要保存在本地Linux系统中的路径。
例如：
hadoop fs -get /test.txt . 将HDFS根目录下的test.txt文件下载到本地Linux系统的当前目录下；
hadoop fs -get -f /test.txt . 将HDFS根目录下的test.txt文件下载到本地Linux系统的当前目录下，若本地已存在test.txt，则强制覆盖；
hdfs dfs -get /test2.txt . 将HDFS根目录下的test2.txt文件下载到本地的当前目录下；

3.1.8. 复制HDFS文件

用法：
hadoop fs -cp [-f] <src> ... <dst>
hdfs dfs -cp [-f] <src> ... <dst>
-f 若目标文件存在，则强制覆盖目标文件
src 被复制的文件路径
dst 要复制到的目标路径