ZooKeeper集群部署

Posted 2022-12-12 丁CCCCC

ZooKeeper

• 一、概述
• • 1.1 定义
  • 1.2 工作机制
  • 1.3 特点
  • 1.4 数据结构
  • 1.5 应用场景
  • 1.6 选举机制
  • • 第一次启动选举机制
    • 非第一次启动选举机制
• 二、部署服务
• • 2.1 准备工作
  • 2.2 修改配置文件
  • 2.3 全部节点设置
  • 2.4 配置启动脚本文件
  • 2.5 测试

一、概述

1.1 定义

Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式框架提供协调服务的Apache项目

1.2 工作机制

Zookeeper从设计模式角度来理解:是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架，它负责存储和管理大家都关心的数据，然后接受观察者的注册，一旦这些数据的状态发生变化，Zookeeper 就将负责通知已经在 Zookeeper 上注册的那些观察者做出相应的反应。也就是说Zookeeper = 文件系统+通知机制

1.3 特点

• Zookeeper: 一个领导者(Leader) ，多个跟随者(Follower) 组成的集群
• Zookeepe 集群中只要有半数以上节点存活，Zookeeper 集群就能正常服务。所以 Zookeeper 适合安装奇数台服务器
• 全局数据一致:每个Server保存一份相同的数据副本，Client 无论连接到哪个Server,数据都是一致的
• 更新请求顺序执行，来自同一个Client的更新请求按其发送顺序依次执行，即先进先出
• 数据更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败
• 实时性，在一定时间范围内，Client 能读到最新数据

1.4 数据结构

ZooKeeper数据模型的结构与Linux文件系统很类似，整体上可以看作是一棵树，每个节点称做一个ZNode。每一个ZNode默认能够存储1MB的数据，每个ZNode都可以通过其路径唯一标识

1.5 应用场景

提供的服务包括:统一“命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等

统一命名服务

在分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名， 便于识别。例如: IP不容易记住，而域名容易记住

统一配置管理

• 分布式环境下，配置文件同步非常常见。一般要求一个集群中，所有节点的配置信息是一致的，比如Kafka集群。对配置文件修改后，希望能够快速同步到各个节点上
• 配置管理可交由ZooKeeper实现。可将配置信息写入ZooKeeper上的一个Znode。各个客户端服务器监听这个Znode。一旦Znode中的数据被修改，ZooKeeper将通知各个客户端服务器

统一集群管理

• 分布式环境中，实时掌握每个节点的状态是必要的。可根据节点实时状态做出一些调整
• ZooKeeper 可以实现实时监控节点状态变化。可将节点信息写入ZooKeeper.上的一个ZNode。监听这个ZNode可获取它的实时状态变化

服务器动态上下线

客户端能实时洞察到服务器上下线的变化

软负载均衡

在Zookeeper中记录每台服务器的访问数，让访问数最少的服务器去处理最新的客户端请求

1.6 选举机制

第一次启动选举机制

• 服务器1启动，发起一次选举。服务器1投自己一票。此时服务器1票数一 票，不够半数以上(3票)，选举无法完成，服务器1状态保持为L0OKING ;
• 服务器2启动，再发起一次选举。服务器1和2分别投自己一票并交换选票信息:此时服务器1发现服务器2的myid比自己目前投票推举的(服务器1)大，更改选票为推举服务器2。此时服务器1票数0票，服务器2票数2票，没有半数以上结果，选举无法完成，服务器1，2状态保持LOOKING
• 服务器3启动，发起一次选举。此时服务器1和2都会更改选票为服务器3。此次投票结果:服务器1为0票，服务器2为0票，服务器3为3票。此时服务器3的票数已经超过半数，服务器3当选Leader.服务器1，2更改状态为FOLLOWING，服务器3更改状态为LEADING
• 服务器4启动，发起一次选举。此时服务器1，2，3已经不是LooKING状态， 不会更改选票信息。交换选票信息结果:服务器3为3票，服务器4为1票。此时服务器4服从多数，更改选票信息为服务器3，并更改状态为FOLLOWING
• 服务器5启动，同4一样当小弟

非第一次启动选举机制

• 当ZooKeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一时，就会开始进入Leader选举
  • 服务器初始化启动
  • 服务器运行期间无法和Leader保持连接
• 而当一台机器进入Leader选举流程时，当前集群也可能会处于以下两种状态
  • 集群中本来就已经存在一个Leader
    对于已经存在Leader的情况，机器试图去选举Leader时，会被告知当前服务器的Leader信息，对于该机器来说，仅仅需要和Leader机器建立连接，并进行状态同步即可
  • 集群中确实不存在Leader
    假设ZooKeeper由5台服务器组成，SID分别为1、 2、3、4、5，ZXID分别为8、8、8、7、7，并且此时SID为3的服务器是Leader，某一时刻，3和5服务器出现故障，因此开始进行Leader选举。
• 选举Leader规则:
  • EPOCH大的直接胜出
  • EPOCH相同，事务id大的胜出
  • 事务id相同，服务器id大的胜出

二、部署服务

2.1 准备工作

制作集群需要单数服务器，3、5、7都可以

服务器1：192.168.253.44

服务器2：192.168.253.55

服务器3：192.168.253.66

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

安装JDK

• yum -y install java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel
• java -version
  

安装zookeeper

• tar -zxvf apache-zookeeper-3.5.7-bin.tar.gz
• mv apache-zookeeper-3.5.7-bin /usr/local/zookeeper-3.5.7

2.2 修改配置文件

• cd /usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/
• cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
• vim zoo.cfg

tickTime=2000				#通信心跳时间，zookeeper服务器与客户端心跳时间，单位毫秒

initLimit=10				#leader和follower初始连接时能容忍的最多心跳数，这里表示10*2s

syncLimit=5					#Leader和Follower之间同步通信的超时时间，这里表示如果超过5*2s，Leader认为Follwer死掉，并从服务器列表中删除Follwer

dataDir=/usr/local/zookeeper-3.5.7/data				#指定保存Zookeeper中的数据的目录，目录需要单独创建
dataLogDir=/usr/local/zookeeper-3.5.7/logs			#添加指定存放日志的目录，目录需要单独创建

clientPort=2181				#客户端连接端口

#末行添加集群信息
server.1=192.168.253.44:3188:3288
server.2=192.168.253.55:3188:3288
server.3=192.168.253.66:3188:3288

集群信息概述

server.1=192.168.253.44:3188:3288

• 1是一个数字，表示这个是第1号服务器。集群模式下需要在zoo.cfg中dataDir指定的目录下创建一个文件myid,这个文件里面有一个数据就是1的值，Zookeeper 启动时读取此文件，拿到里面的数据与zoo. cfg里面的配置信息比较从而判断到底是哪个server
• 192.168.253.44是这个服务器的地址
• 3188是这个服务器Follower与集群中的Leader服务器交换信息的端口
• 3288是万一集群中的Leader服务 器挂了，需要一个端口来重新进行选举，选出一个新的Leader，而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口

使用scp命令直接发送给其他服务器

• scp /usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/zoo.cfg 192.168.253.55:/usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/
• scp /usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/zoo.cfg 192.168.253.66:/usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/

2.3 全部节点设置

每个节点创建数据目录和日志目录

• mkdir /usr/local/zookeeper-3.5.7/data
• mkdir /usr/local/zookeeper-3.5.7/logs

每个节点的 dataDir 指定的目录下创建一个 myid 的文件

• echo 1 > /usr/local/zookeeper-3.5.7/data/myid
• echo 2 > /usr/local/zookeeper-3.5.7/data/myid
• echo 3 > /usr/local/zookeeper-3.5.7/data/myid

2.4 配置启动脚本文件

• vim /etc/init.d/zookeeper

#!/bin/bash
#chkconfig:2345 20 90
#description:Zookeeper Service Control Script
ZK_HOME='/usr/local/zookeeper-3.5.7'
case $1 in
start)
        echo "---------- zookeeper 启动 ------------"
        $ZK_HOME/bin/zkServer.sh start
;;
stop)
        echo "---------- zookeeper 停止 ------------"
        $ZK_HOME/bin/zkServer.sh stop
;;
restart)
        echo "---------- zookeeper 重启 ------------"
        $ZK_HOME/bin/zkServer.sh restart
;;
status)
        echo "---------- zookeeper 状态 ------------"
        $ZK_HOME/bin/zkServer.sh status
;;
*)
        echo "Usage: $0 start|stop|restart|status"
esac

2.5 测试

设置开机自启

• chmod +x /etc/init.d/zookeeper
• chkconfig --add zookeeper

启动zookeeper

• service zookeeper start
  

查看状态

• service zookeeper status
  

根据规则，第二台启动的机子自动设置为leader