Zookeeper集群部署

Posted 王大雏

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Zookeeper集群部署相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Zookeeper集群部署

前言

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一、Zookeeper概述

1、Zookeeper定义

  • Zookeeper是一个开源的分布式的，为分布式框架提供鞋套服务的Apache项目。

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2、Zookeeper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，然后接收观察者的注册，一旦这些数据的状态发送变化，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。

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3、Zookeeper特点

  • 【1】Zookeeper：一个领导者（Leader），多个跟随者（Follower）组成的集群。
  • 【2】Zookeeper集群中只要有半数以上的节点存活，Zookeeper集群就能正常服务。所以Zookeeper适合安装奇数台的服务器。
  • 【3】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。
  • 【4】更新请求数据执行，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。
  • 【5】数据额=更新原子性，一次数据更新要么成功，要么失败。
  • 【6】实时性，在一定时间范围内，client能读取到最新的数据。

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4、Zookeeper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，每个节点称作一个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。

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5、Zookeeper 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

    • （1）分布式环境下，配置文件同步非常常见。般要求一一个集群中，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
    • （2）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

    • （1）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。
    • （2）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。

6、Zookeeper选举机制

第一次启动选举机制

  • （1）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LOOKING;
  • （2）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L00KING
  • （3）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;
  • （4）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;
  • （5）服务器5启动，同4一样当小弟。

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非第一次启动选举机制

  • （1）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:
    • 1）服务器初始化启动。
    • 2）服务器运行期间无法和Leader保持连接。
  • （2）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:
    • 1）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。
    • 2）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:
      1.EPOCH大的直接胜出
      2.EPOCH相同，事务id大的胜出
      3.事务id相同，服务器id大的胜出

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*SID:服务器ID。用来唯一标识一台ZooKeeper集群中的机器，每台机器不能重复，和myid一致。
*ZXID:事务ID。ZXID是一一个事务ID，用来标识一次服务器状态的变更。在某一时刻，集群中的每台机器的ZXID值不一定完全一致，这和ZooKeeper服务器对于客户端“更新请求”的处理逻辑速度有关。
*Epoch:每个Leader任期的代号。没有Leader时同一轮投票过程中的逻辑时钟值是相同的。每投完一次票这个数据就会增加

二、部署Zookeeper集群

准备3台服务器做Zookeeper 集群

192.168.80.76
192.168.80.77
192.168.80.78

1.安装前准备

//关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

//安装JDK（桌面系统默认已安装）
yum install -y java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel
java -version

//下载安装包
官方下载地址:https://archive.apache.org/dist/zookeeperl

cd /opt
wget https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.5.7/apache-zookeeper-3.5.7-bin.tar.gz

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2.安装Zookeeper

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

//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( tickTime的数量)，这里表示为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       ●修改，指定保存Zookeeper中的数据的目录，目录需要单独创建
dataLogDir=/usr/local/zookeeper-3.5.7/1ogs    ●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
#添加集群信息
server.1=192.168.80.76:3188:3288
server.2=192.168.80.77:3188:3288
server.3=192.168.80.78:3188:3288

server.A=B:C:D .
●A是一个数字，表示这个是第几号服务器。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A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。
●B是这个服务器的地址。.
●C是这个服务器Follower与集群中的Leader服务器交换信息的端口。
●D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。
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//拷贝配置好的 Zookeeper 配置文件到其他机器上
scp /usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/zoo.cfg 192.168.80.77:/usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/
scp /usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/zoo.cfg 192.168.80.78:/usr/local/zookeeper-3.5.7/conf/

//在每个节点上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

//在每个节点的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

//配置 Zookeeper 启动脚本
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

// 设置开机自启
chmod +x /etc/init.d/zookeeper
chkconfig --add zookeeper

//分别启动Zookeeper
service zookeeper start

//查看当前状态
service zookeeper status

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192.168.80.76(follower)
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192.168.80.77(leader)
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192.168.80.78(follower)
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以上是关于Zookeeper集群部署的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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