HBase单机实现主主复制（高可用方案）

概述

HBase本身是一个没有单点故障的分布式系统，上层（HBase层）和底层（HDFS层）都通过一定的技术手段保障了服务的可用性，HMaster一般都是高可用部署，如果集群中RegionServer宕机，region的迁移代价并不大，一般在毫秒级就能完成，所以对应用造成的影响也很有限；底层存储依赖于HDFS，数据本身默认也有3副本，数据存储上做到了多副本冗余，而在当前方案中将HBase当做单机使用。

HBase高可用能保证在出现异常时，快速的进行故障转移，为了使故障的时间尽可能的短，我们使用HBase的主主复制方案（Master-Master Replication），本方案中主备数据复制方式为Master-push（即主向备推送），主主方案的优点是在主备服务器发生切换是，HBase的主备可以无需任何操作，跟随VIP的切换对外提供服务。

原理

首先看下官方的一张图：

Hbase集群主备复制原理

HBase的replication是以Column Family为单位的，需要针对每个Column Family配置replication scope。

上图中，一个Master对应了3个Slave，Master上每个RegionServer都有一份HLog，在开启Replication的情况下，每个RegionServer都会开启一个线程用于读取该RegionServer上的HLog，并且发送到各个Slave，Zookeeper用于保存当前已经发送的HLog的位置。Master与Slave之间采用异步通信的方式，保障Master上的性能不会受到Slave的影响。用Zookeeper保存已经发送HLog的位置，主要考虑在Slave复制过程中如果出现问题后重新建立复制，可以找到上次复制的位置。

主备复制步骤

HBase Replication步骤

1.        HBase Client向Master写入数据

2.        对应RegionServer写完HLog后返回Client请求

3.        同时replication线程轮询HLog发现有新的数据，发送给Slave

4.        Slave处理完数据后返回给Master

5.        Master收到Slave的返回信息，在Zookeeper中标记已经发送到Slave的HLog位置

环境准备：

172.103.201.105   bogon

172.103.201.103   hadoop8

HBase版本：1.2.6

HBase配置修改：

在hbase-site.xml中增加如下配置，用来开启HBase复制功能：

<property>

    <name>hbase.replication</name>

    <value>true</value>

</property>

使用场景：

原生HBase主备复制：

以下配置主备都进行配置，add_peer时，zk的ip使用各自对端的ip即可 先进入hbase shell命令行：

[root@bogon bin]# ./hbase shell

创建表：

hbase(main):001:0> create 'test', 'cf'

添加复制对端ip，根据情况输入，用来实现互相同步：

hbase(main):001:0>add_peer '1','172.103.201.103:2181:/hbase' 

追加复制表：

hbase(main):001:0>append_peer_tableCFs '1', 'test'

修改表结构，将cf列簇的REPLICATION_SCOPE修改为1：

hbase(main):001:0>disable 'test'

hbase(main):001:0>alter 'test',{NAME => 'cf',REPLICATION_SCOPE => '1'}

hbase(main):001:0>enable 'test'

在任意一台插入数据：

hbase(main):011:0> put 'test', 'r1', 'cf:a', 'aaa'

hbase(main):012:0> scan 'test'

ROW                                  COLUMN+CELL                                                                                             

r1                                  column=cf:a, timestamp=1562668712158, value=aaa                                                         

1 row(s) in 0.0300 seconds

效果如下：

建表后

修改表结构

添加对端复制zk

在任意一台put一条数据

对端中查询可见

使用Phoenix操作HBase，并进行主备复制（主要测试数据同步和索引数据同步）：

使用Phoenix插件作为客户端连接HBase服务，将HBase中配置文件hbase-site.xml拷贝到Phoenix中，启动执行apache-phoenix-4.13.1-HBase-1.2-bin/bin/sqlline.py脚本，首次启动会创建Phoenix相关系统表：

Phoenix创建的系统表

这些表主要用于存储并管理用户表，将用户表表现为关系型数据库的形式。

以下执行操作：

建表，建索引，创建同步关系：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS test(id bigint primary key, name varchar, age bigint, addr varchar); create local index "test_index" on "TEST"("NAME", "AGE"); create index "test_index2" on "TEST"("NAME", "AGE");

创建表，本地索引

创建全局索引

在hbase shell命令行中执行：

disable 'TEST' alter 'TEST',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'} alter 'TEST',{NAME => 'L#0',REPLICATION_SCOPE => '1'} enable 'TEST' append_peer_tableCFs '1', "test_index2" alter 'test_index2',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'} //配置系统表数据主备复制 set_peer_tableCFs '1',"SYSTEM.CATALOG; SYSTEM.FUNCTION; SYSTEM.MUTEX; SYSTEM.SEQUENCE; SYSTEM.STATS" alter 'SYSTEM.CATALOG',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'} alter 'SYSTEM.FUNCTION',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'} alter 'SYSTEM.MUTEX',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'} alter 'SYSTEM.SEQUENCE',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'} alter 'SYSTEM.STATS',{NAME => '0',REPLICATION_SCOPE => '1'}

只有全局索引才会在hbase中创建一个表用于存储索引数据，因此只有全局索引才能以表复制的形式进行主备复制，如下图，配置索引表的主备复制：

同步全局索引表

在Phoenix客户端命令行执行插入数据：

upsert into test values(1, 'aaa', 1, 'aaa'); upsert into test values(2, 'bbb', 2, 'bbb'); upsert into test values(3, 'ccc', 3, 'ccc'); upsert into test values(4, 'ddd', 4, 'ddd'); upsert into test values(5, 'eee', 5, 'eee'); upsert into test values(6, 'fff', 6, 'fff'); ...

表数据，全局索引数据

对端中表数据和索引数据

此处注意索引表名需要用双引号括起来，否则会报找不到表的错误。

由于本地索引是以列簇的形式存储在数据表中，列簇名为：L#0,如图：

test表结构

虽然通过hbase命令对test表的本地索引列簇L#0做了主备复制的配置，理论上test表数据变更时应该同步到对端，但不知什么原因这个列簇数据未同步到对端（本人对Hbase研究有限，不太了解这种数据为什么无法同步，有了解的朋友可以评论下原因或者探讨怎么解决此问题）。目前只有全局索引可以实现主备同步，但是全局索引会在HBase中创建一个实体的索引表，这样会占用更大的磁盘，这是一个缺点，但同时也更加可靠。