Apache Mesos總體架構分析

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1. 前言

同其他大部分分布式系統一樣，Apache  Mesos為了簡化設計，也是采用了master/slave結構，為了解決master單點故障，將master做得盡可能地輕量級，其上面所有的元數 據可以通過各個slave重新注冊而進行重構，故很容易通過zookeeper解決該單點故障問題。

2. Apache mesos中的基本術語解釋

(1)    Mesos-master：Mesos master，主要負責管理各個framework和slave，并將slave上的資源分配給各個framework

(2)    Mesos-slave：Mesos slave，負責管理本節點上的各個mesos-task，比如：為各個executor分配資源

(3)    Framework：計算框架，如：Hadoop，Spark等，通過MesosSchedulerDiver接入Mesos

(4)    Executor：執行器，安裝到mesos-slave上，用于啟動計算框架中的task。

當用戶試圖添加一種新的計算框架到Mesos中時，需要實現一個Framework scheduler和executor以接入Mesos。

3. 總體架構

Apache Mesos由四個組件組成，分別是Mesos-master，mesos-slave，framework和executor。

Mesos-master是整個系統的核心，負責管理接入mesos的各個framework（由frameworks_manager管理）和 slave（由slaves_manager管理），并將slave上的資源按照某種策略分配給framework（由獨立插拔模塊Allocator管 理）。

Mesos-slave負責接收并執行來自mesos-master的命令、管理節點上的mesos-task，并為各個task分配資源。 mesos-slave將自己的資源量發送給mesos-master，由mesos-master中的Allocator模塊決定將資源分配給哪個 framework，當前考慮的資源有CPU和內存兩種，也就是說，mesos-slave會將CPU個數和內存量發送給mesos-master，而用 戶提交作業時，需要指定每個任務需要的CPU個數和內存量，這樣，當任務運行時，mesos-slave會將任務放到包含固定資源的linux  container中運行，以達到資源隔離的效果。很明顯，master存在單點故障問題，為此，mesos采用了zookeeper解決該問題。

Framework是指外部的計算框架，如Hadoop，Mesos等，這些計算框架可通過注冊的方式接入mesos，以便mesos進行統一管理 和資源分配。Mesos要求可接入的框架必須有一個調度器模塊，該調度器負責框架內部的任務調度。當一個framework想要接入mesos時，需要修 改自己的調度器，以便向mesos注冊，并獲取mesos分配給自己的資源，  這樣再由自己的調度器將這些資源分配給框架中的任務，也就是說，整個mesos系統采用了雙層調度框架：***層，由mesos將資源分配給框架；第二層， 框架自己的調度器將資源分配給自己內部的任務。當前Mesos支持三種語言編寫的調度器，分別是C++，java和python，為了向各種調度器提供統 一的接入方式，Mesos內部采用C++實現了一個MesosSchedulerDriver（調度器驅動器），framework的調度器可調用該 driver中的接口與Mesos-master交互，完成一系列功能（如注冊，資源分配等）。

Executor主要用于啟動框架內部的task。由于不同的框架，啟動task的接口或者方式不同，當一個新的框架要接入mesos時，需要編寫 一個executor，告訴mesos如何啟動該框架中的task。為了向各種框架提供統一的執行器編寫方式，Mesos內部采用C++實現了一個 MesosExecutorDiver（執行器驅動器），framework可通過該驅動器的相關接口告訴mesos啟動task的方法。

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