• CentOS 7 Zookeeper 介绍 及 集群安装


    原理介绍

    ZooKeeper是一个开放源码的分布式应用程序协调服务,它包含一个简单的原语集,分布式应用程序可以基于它实现同步服务,配置维护和命名服务等。

    Zookeeper设计目的

    1. 最终一致性:client不论连接到那个Server,展示给它的都是同一个视图。
    2. 可靠性:具有简单、健壮、良好的性能、如果消息m被到一台服务器接收,那么消息m将被所有服务器接收。
    3. 实时性:Zookeeper保证客户端将在一个时间间隔范围内获得服务器的更新信息,或者服务器失效的信息。但由于网络延时等原因,Zookeeper不能保证两个客户端能同时得到刚更新的数据,如果需要最新数据,应该在读数据之前调用sync()接口。
    4. 等待无关(wait-free):慢的或者失效的client不得干预快速的client的请求,使得每个client都能有效的等待。
    5. 原子性:更新只能成功或者失败,没有中间状态。
    6. 顺序性:包括全局有序和偏序两种:全局有序是指如果在一台服务器上消息a在消息b前发布,则在所有Server上消息a都将在消息b前被发布;偏序是指如果一个消息b在消息a后被同一个发送者发布,a必将排在b前面。

    Zookeeper工作原理

    在zookeeper的集群中,各个节点共有下面3种角色和4种状态:

    • 角色:leader,follower,observer
    • 状态:leading,following,observing,looking

    Zookeeper的核心是原子广播,这个机制保证了各个Server之间的同步。实现这个机制的协议叫做Zab协议(ZooKeeper Atomic Broadcast protocol)。Zab协议有两种模式,它们分别是恢复模式(Recovery选主)和广播模式(Broadcast同步)。当服务启动或者在领导者崩溃后,Zab就进入了恢复模式,当领导者被选举出来,且大多数Server完成了和leader的状态同步以后,恢复模式就结束了。状态同步保证了leader和Server具有相同的系统状态。

    为了保证事务的顺序一致性,zookeeper采用了递增的事务id号(zxid)来标识事务。所有的提议(proposal)都在被提出的时候加上了zxid。实现中zxid是一个64位的数字,它高32位是epoch用来标识leader关系是否改变,每次一个leader被选出来,它都会有一个新的epoch,标识当前属于那个leader的统治时期。低32位用于递增计数。

    每个Server在工作过程中有4种状态:

    • LOOKING:当前Server不知道leader是谁,正在搜寻。
    • LEADING:当前Server即为选举出来的leader。
    • FOLLOWING:leader已经选举出来,当前Server与之同步。
    • OBSERVING:observer的行为在大多数情况下与follower完全一致,但是他们不参加选举和投票,而仅仅接受(observing)选举和投票的结果。

    Zookeeper集群节点

    • Zookeeper节点部署越多,服务的可靠性越高,建议部署奇数个节点,因为zookeeper集群是以宕机个数过半才会让整个集群宕机的。
    • 需要给每个zookeeper 1G左右的内存,如果可能的话,最好有独立的磁盘,因为独立磁盘可以确保zookeeper是高性能的。如果你的集群负载很重,不要把zookeeper和RegionServer运行在同一台机器上面,就像DataNodes和TaskTrackers一样。

    Zookeeper 集群安装

    Zookeeper运行需要java环境,需要安装jdk

    注:每台服务器上面都需要安装zookeeper、jdk,建议本地下载好需要的安装包然后上传到服务器上面,服务器上面下载速度太慢。

    环境装备

    主机名 系统 IP地址 消息端口 通信端口 ZK 版本 JDK 版本
    node01 Centos7.5 172.16.1.11 2181 2888:3888 3.4.13 1.8.0_192
    node02 Centos7.5 172.16.1.12 2181 2888:3888 3.4.13 1.8.0_192
    node03 Centos7.5 172.16.1.13 2181 2888:3888 3.4.13 1.8.0_192

    JDK 安装

    需要分别在三台机器上都执行下列操作

    官网 JDK 下载地址:http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

    JDK 百度网盘下载地址: https://pan.baidu.com/s/1FY90URiD6vEtnckR0kRSFQ 提取码:aiou

    下载后上传至三台服务器上。

    下面的步骤以第一台为例,后面的其他两台服务器均需要操作此步骤;

    cd /opt/soft/
    
    unzip jdk1.8.0_192.zip
    
    mv jdk1.8.0_192 /opt/
    
    ln -s /opt/jdk1.8.0_192 /opt/jdk
    
    ll /opt/jdk* -d
    # lrwxrwxrwx 1 root root  17 Mar  1 00:02 /opt/jdk -> /opt/jdk1.8.0_192
    # drwxr-xr-x 7 root root 245 Oct  6  2018 /opt/jdk1.8.0_192
    

    配置环境变量,这里只单独为root用户配置,不配置全局的环境变量;

    cat >> /root/.bash_profile<<EOF
    export JAVA_HOME=/opt/jdk
    export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
    export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
    export CLASSPATH=./:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
    EOF
    
    source /root/.bash_profile 
    
    java -version
    
    # java version "1.8.0_192"
    # Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_192-b12)
    # Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.192-b12, mixed mode)
    

    zookeeper 安装

    需要分别在三台机器上都执行下列操作

    # 需要添加所有机器自身的主机名解析
    echo >> /etc/hosts <EOF
    172.16.1.11 node01
    172.16.1.12 node02
    172.16.1.13 node03
    EOF
    
    cd /opt/soft/
    
    tar xf zookeeper-3.4.13.tar.gz 
    
    mv zookeeper-3.4.13 /opt/
    
    ln -s /opt/zookeeper-3.4.13 /opt/zookeeper_cluster
    
    ls -ld /opt/zookeeper*
    
    # drwxr-xr-x 10  501 games 4096 Jul  1  2018 /opt/zookeeper-3.4.13
    # lrwxrwxrwx  1 root root    21 Mar  1 00:50 /opt/zookeeper_cluster -> /opt/zookeeper-3.4.13
    

    服务管理脚本:

    cat >/etc/systemd/system/zookeeper.service <<EOF
    [Unit]
    Description=Zookeeper
    Requires=network.target
    After=network.target
     
    [Service]
    User=java
    Group=java
    Type=forking
    Environment=JAVA_HOME=/opt/jdk
    WorkingDirectory=/opt/zookeeper_cluster
    ExecStart=/opt/zookeeper_cluster/bin/zkServer.sh start /opt/zookeeper_cluster/conf/zoo.cfg
    ExecStop=/opt/zookeeper_cluster/bin/zkServer.sh stop /opt/zookeeper_cluster/conf/zoo.cfg
    ExecReload=/opt/zookeeper_cluster/bin/zkServer.sh restart /opt/zookeeper_cluster/conf/zoo.cfg
     
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    EOF
    

    配置

    node01 节点配置

    mkdir /opt/zookeeper_cluster/{data,logs}
    
    echo "1" > /opt/zookeeper_cluster/data/myid
    
    cd /opt/zookeeper_cluster/conf/
    
    cat > zoo.cfg <<EOF
    tickTime=2000
    initLimit=10
    syncLimit=5
    dataLogDir=/opt/zookeeper_cluster/logs
    dataDir=/opt/zookeeper_cluster/data
    clientPort=2181
    autopurge.snapRetainCount=500
    autopurge.purgeInterval=24
    server.1=172.16.1.11:2888:3888
    server.2=172.16.1.12:2888:3888
    server.3=172.16.1.13:2888:3888
    EOF
    

    node02 节点配置

    mkdir /opt/zookeeper_cluster/{data,logs}
    
    echo "2" > /opt/zookeeper_cluster/data/myid
    
    cd /opt/zookeeper_cluster/conf/
    
    cat > zoo.cfg <<EOF
    tickTime=2000
    initLimit=10
    syncLimit=5
    dataLogDir=/opt/zookeeper_cluster/logs
    dataDir=/opt/zookeeper_cluster/data
    clientPort=2181
    autopurge.snapRetainCount=500
    autopurge.purgeInterval=24
    server.1=172.16.1.11:2888:3888
    server.2=172.16.1.12:2888:3888
    server.3=172.16.1.13:2888:3888
    EOF
    

    node03 节点配置

    mkdir /opt/zookeeper_cluster/{data,logs}
    
    echo "3" > /opt/zookeeper_cluster/data/myid
    
    cd /opt/zookeeper_cluster/conf/
    
    cat > zoo.cfg <<EOF
    tickTime=2000
    initLimit=10
    syncLimit=5
    dataLogDir=/opt/zookeeper_cluster/logs
    dataDir=/opt/zookeeper_cluster/data
    clientPort=2181
    autopurge.snapRetainCount=500
    autopurge.purgeInterval=24
    server.1=172.16.1.11:2888:3888
    server.2=172.16.1.12:2888:3888
    server.3=172.16.1.13:2888:3888
    EOF
    

    启动并查看服务状态

    # 三个节点都执行
    systemctl daemon-reload
    systemctl start zookeeper && systemctl enable zookeeper
    

    node01

    [root@node01 bin]# /opt/zookeeper_cluster/bin/zkServer.sh status
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /opt/zookeeper_cluster/bin/../conf/zoo.cfg
    Mode: follower
    

    node02

    [root@node02 bin]#/opt/zookeeper_cluster/bin/zkServer.sh status
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /opt/zookeeper_cluster/bin/../conf/zoo.cfg
    Mode: follower
    

    node03

    [root@node03 bin]# /opt/zookeeper_cluster/bin/zkServer.sh status
    ZooKeeper JMX enabled by default
    Using config: /opt/zookeeper_cluster/bin/../conf/zoo.cfg
    Mode: leader
    
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