倪星宇

(上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院， 上海 200240)

0 引言

在智能化生產(chǎn)的時(shí)代，企業(yè)急需尋求合適的分布式解決方案[1]來(lái)應(yīng)對(duì)不斷擴(kuò)大和更新的業(yè)務(wù)，管理日趨復(fù)雜的異構(gòu)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等之間的集成。在工業(yè)生產(chǎn)中，如汽輪機(jī)廠、核電廠等，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，分布式架構(gòu)還可用于故障診斷、遠(yuǎn)程運(yùn)維、遠(yuǎn)程配置等。

云計(jì)算[2]是分布式計(jì)算的一種發(fā)展，現(xiàn)在企業(yè)推出了如阿里云、騰訊云等商業(yè)云平臺(tái)，而Hadoop是Apache的一個(gè)開(kāi)源分布式框架，為了承接智能算法的實(shí)現(xiàn)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個(gè)云計(jì)算平臺(tái)。

1 Hadoop

Hadoop[3-5]是一個(gè)能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理的開(kāi)源軟件框架，主要由HDFS、MapReduce等組件組成，這兩個(gè)組件是最重要的也是最基礎(chǔ)的。

HDFS：高容錯(cuò)性的分布式文件系統(tǒng)。采用主/從結(jié)構(gòu)，可以被廣泛的部署于廉價(jià)的PC之上，用于存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)。

MapReduce：執(zhí)行框架。是分布式并行數(shù)據(jù)處理的編程模型，用來(lái)執(zhí)行上層MapReduce程序。

2 云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建

2.1 服務(wù)器配置

實(shí)驗(yàn)環(huán)境為一個(gè)分布式集群，所有的服務(wù)器均使用的是Ubuntu16.04系統(tǒng)，一共三臺(tái)計(jì)算機(jī)，主機(jī)名分別為master，slaver1，slaver2。在構(gòu)建集群之前，由于Hadoop需要JDK作為支持，在系統(tǒng)安裝完畢之后，需要安裝最新版本的JDK，輸入sudo gedit/etc/profile配置所有的用戶(hù)環(huán)境變量，更改環(huán)境變量之后，輸入source/etc/profile 使得命令(環(huán)境變量)立即生效。重啟計(jì)算機(jī)，終端下java -version檢查Java環(huán)境搭建情況，如圖1所示。

圖1 JDK信息

2.1.1 配置hosts文件

輸入ifconfig可以查詢(xún)各服務(wù)器的IP地址，輸入sudo gedit /etc/hosts，將三臺(tái)服務(wù)器的IP地址和主機(jī)名添加進(jìn)去(三臺(tái)服務(wù)器都需要配置)。

配置hosts文件是為了服務(wù)器之間可以進(jìn)行通信，可以ping通，如圖2所示。

圖2 hosts文件

2.1.2 配置ssh及master免密登錄

安裝ssh(輸入sudo apt-get install ssh)，包括openssh-server和openssh-client(三臺(tái)服務(wù)器都需要安裝)。

在master上操作如下。

輸入ssh-keygen -t rsa安裝完成，生成id_rsa(密鑰)和id_rsa.pub(公鑰)兩個(gè)文件；

將id_rsa.pub添加到authorized_keys(輸入cp id_rsa.pub authorized_keys)，authorized_keys存放所有公鑰，這時(shí)就可以免密訪問(wèn)localhost (ssh localhost)。

在slaver1上操作如下。

將在master主機(jī)上生成的id_rsa.pub通過(guò)命令

scp hadoop@master: ～/.ssh/id_rsa.pub ～/.ssh/slaver1_rsa.pub

復(fù)制到slaver1主機(jī)上，并命名為slaver1_rsa.pub。

對(duì)slaver2進(jìn)行相同的復(fù)制命令。

從master得到的密鑰加入到認(rèn)證，對(duì)slaver2主機(jī)進(jìn)行相同的操作。

cat ～/.ssh/slaver1_rsa.pub >> ～/.ssh/authorized_keys

現(xiàn)在就可以在master上對(duì)slaver1和slaver2進(jìn)行免密登錄，如圖3所示。

圖3 master免密登錄驗(yàn)證

2.2 Hadoop安裝及配置

使用的Hadoop版本的是hadoop-2.7.7，這里只需要將master主機(jī)的Hadoop配置好，再?gòu)?fù)制到另外兩臺(tái)slaver上即可。在這之前需要做的準(zhǔn)備是修改profile文件，配置好環(huán)境變量，需要在三臺(tái)服務(wù)器上操作，不可使用復(fù)制命令，需單獨(dú)操作，如圖4所示。

圖4 profile文件

2.2.1 配置slaves文件

slaves文件保存的是集群中slave的主機(jī)名，需進(jìn)行修改，如圖5所示。

圖5 slaves文件

2.2.2 配置hadoop-env.sh

hadoop-env.sh：添加Java安裝的地址即可，如圖6所示。

圖6 hadoop-env.sh文件

2.2.3 配置core-site.xml

core-site.xml文件中fs.default.name將master主機(jī)設(shè)置為namenode，hadoop.tmp.dir配置了Hadoop的一個(gè)臨時(shí)目錄，用來(lái)存儲(chǔ)每一次運(yùn)行的job的信息，如圖7所示。

圖7 core-site.xml文件

2.2.4 配置hdfs-site.xml

文件中dfs.replication 是設(shè)置文件副本數(shù)的，集群有兩個(gè)datanode，因此此處設(shè)置副本數(shù)為2，如圖8所示。

圖8 hdfs-site.xml文件

2.2.5 配置mapred-site.xml

設(shè)置master主機(jī)在9001端口執(zhí)行jobtracker，如圖9所示。

2.2.6 Hadoop啟動(dòng)驗(yàn)證

通過(guò)命令

scp -r /home/hadoop/Hadoop/hadoop-2.7.7 hadoop@slaver1:/home/hadoop/Hadoop

scp -r /home/hadoop/Hadoop/hadoop-2.7.7 hadoop@slaver2:/home/hadoop/Hadoop

拷貝到兩臺(tái)slaver的相同路徑中。

在master節(jié)點(diǎn)上輸入hadoop namenode -format，格式化NameNode。

在sbin目錄下，source start-all.sh啟動(dòng)，在三臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行jps，如圖10所示。

圖9 mapred-site.xml文件

圖10 啟動(dòng)Hadoop

則表示Hadoop啟動(dòng)成功。

3 總結(jié)

現(xiàn)在企業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)處理會(huì)首選Hadoop開(kāi)源分布式框架，通過(guò)上述構(gòu)建過(guò)程，完成了以Hadoop為基礎(chǔ)，部署最基礎(chǔ)的云計(jì)算平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，后期會(huì)對(duì)Hadoop中的Yarn進(jìn)行資源管理配置，加入一些如TF架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)等，將此云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，承擔(dān)相關(guān)智能算法的實(shí)現(xiàn)，為工業(yè)智能化生產(chǎn)提供一個(gè)平臺(tái)。