Linux部署Zookeeper集群

一、Zookeeper介绍

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，是一个针对大型分布式系统的可靠协调系统；

提供的功能包括：配置维护、名字服务、分布式同步、组服务等；

目标就是封装好复杂易出错的关键职务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户；

Zookeeper已经成为Hadoop生态系统中的基础组件。

1、工作原理

ZooKeeper是以Fast Paxos算法为基础的，Paxos 算法存在活锁的问题，即当有多个proposer交错提交时，有可能互相排斥导致没有一个proposer能提交成功，而Fast Paxos作了一些优化，通过选举产生一个leader (领导者)，只有leader才能提交proposer，具体算法可见Fast Paxos。因此，要想弄懂ZooKeeper首先得对Fast Paxos有所了解

2、ZooKeeper的基本运转流程

• 选举Leader。
• 同步数据。
• 选举Leader过程中算法有很多，但要达到的选举标准是一致的。
• Leader要具有最高的执行ID，类似root权限。
• 集群中大多数的机器得到响应并接受选出的Leader。

3、Zookeeper特点

最终一致性：为客户端展示同一视图，这是Zookeeper最重要的性能；

可靠性：如果消息被一台服务器接受，那么它将被所有的服务器接受；

原子性：更新只能成功或失败，没有中间状态；

4、Zookeeper应用场景

1、统一命名服务

1）分布式环境下，经常需要对应用/服务进行统一命名，便于识别不同的服务

类似于域名与ip之间对应关系，域名容易记住；

通过名称来获取资源或服务的地址，提供者信息。

2）按照层次结构组织服务/应用名称

可将服务名称以及地址信息写在Zookeeper上，客户端通过Zookeeper获取可用服务列表。

2、配置管理

1）分布式环境下，配置文件管理和同步是一个常见问题

一个集群中，所有节点的配置信息是一致的，比如Hadoop；

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的一个znode上；

各个节点监听这个znode

一旦znode中的数据被修改，Zookeeper将会通知各个节点。

3、集群管理

1）分布式环境下，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）可交由Zookeeper实现

可将节点信息写入Zookeeper的一个znode上；

监听这个znode可获得它的实时状态变化。

3）典型应用

HBase中Master状态的监控与选举。

4、分布式通知/协调

原理其实就是发布/订阅。

1）分布式环境下经常存在一个服务需要知道它所管理的子服务的状态

NameNode需要知道各DataNode的状态

2）心跳检测机制可通过Zookeeper实现

3）信息推送可由Zookeeper实现(发布/订阅模式)

5、分布式锁

1）Zookeeper是强一致性的

多个客户端同时在Zookeeper上创建相同znode，只有一个创建成功。

2）实现锁的独占性

多个客户端同时在Zookeeper上创建相同znode，创建成功的那个客户端得到锁，其他客户端等待。

3）控制锁的时序

各个客户端在某个znode下创建临时znode(类型为CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL)，这样，该znode可掌握全局访问时序。

5、用到了Zookeeper的一些系统

HDFS

YARN

Storm

HBase

Flume

Dubbo

metaq

二、Zookeeper集群安装部署

下面开始介绍Zookeeper的安装部署。安装部署分三种模式：单机模式、伪分布式模式和分布式模式。单机模式和伪分布式比较简单，多用于本地测试调试，下面介绍分布式模式安装部署。

注意：3台机器都需要安装zk。对于Zookeeper集群的话，官方推荐的最小节点数为3个。

1）环境信息

2）安装JDK1.8（3台机器都需要安装jdk）

[root@localhost ~]# cd /data/soft

[root@localhost soft]# wget -c https://mirrors.yangxingzhen.com/jdk/jdk-8u144-linux-x64.tar.gz

[root@localhost soft]# tar zxf jdk-8u144-linux-x64.gz -C /usr/local

配置环境变量

[root@localhost soft]# vim /etc/profile，添加以下内容

export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_144
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH:$HOMR/bin

执行source /etc/profile 使其生效

[root@localhost soft]# java -version

3）安装zookeeper

1、下载zookeeper包

[root@localhost soft]# wget -c http://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.10/zookeeper-3.4.10.tar.gz

2、解压安装配置第一台zk

[root@localhost soft]# tar zxf zookeeper-3.4.10.tar.gz -C /usr/local/

[root@localhost soft]# cd /usr/local/zookeeper-3.4.10/

创建快照日志存放目录：

[root@localhost zookeeper-3.4.10]# mkdir -p dataDir

创建事务日志存放目录：

[root@localhost zookeeper-3.4.10]# mkdir -p datalogDir

【注意】:如果不配置dataLogDir，那么事务日志也会写在dataDir目录中。这样会严重影响zk的性能。因为在zk吞吐量很高的时候，产生的事务日志和快照日志太多。

[root@localhost zookeeper-3.4.10]# cd conf/

[root@localhost conf]# mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

[root@localhost conf]# vim zoo.cfg

修改配置文件，配置如下内容：

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
clientPort=2181
#存放数据文件
dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.10/dataDir
#存放日志文件
dataLogDir=/usr/local/zookeeper-3.4.10/datalogDir
#zookeeper cluster，2888为选举端口，3888为心跳端口
server.1=192.168.8.20:2888:3888
server.2=192.168.8.21:2888:3888
server.3=192.168.8.22:2888:3888

在我们配置的dataDir指定的目录下面，创建一个myid文件，里面内容为一个数字，用来标识当前主机，conf/zoo.cfg文件中配置的server.X中X为什么数字，则myid文件中就输入这个数字：

[root@localhost local]# echo "1" >/usr/local/zookeeper-3.4.10/dataDir/myid

2）远程复制第一台的zk到另外两台上，并修改myid文件为2和3

[root@localhost conf]# cd /usr/local/

[root@localhost local]# scp -rp zookeeper-3.4.10/ root@192.168.8.21:/usr/local/

[root@localhost local]# scp -rp zookeeper-3.4.10/ root@192.168.8.22:/usr/local/

在192.168.8.21执行

[root@localhost soft]# echo "2" >/usr/local/zookeeper-3.4.10/dataDir/myid

在192.168.8.22执行

[root@localhost soft]# echo "3" >/usr/local/zookeeper-3.4.10/dataDir/myid

4）启动和关闭zk

在ZooKeeper集群的每个结点上，执行启动ZooKeeper服务的脚本，如下所示：

[root@localhost local]# cd zookeeper-3.4.10/bin

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh start

ZooKeeper JMX enabled by default

Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Starting zookeeper ... STARTED

192.168.8.21：

[root@localhost soft]# cd /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh start

ZooKeeper JMX enabled by default

Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Starting zookeeper ... STARTED

192.168.8.22：

[root@localhost soft]# cd /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh start

ZooKeeper JMX enabled by default

Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Starting zookeeper ... STARTED

日志可查询：/usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/zookeeper.out

可以通过命令jps查看Zookeeper进程：

[root@localhost bin]# jps

[root@localhost bin]# ps -ef |grep zookeeper

停止zk命令：

[root@localhost bin]# /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/zkServer.sh stop

5）测试zk集群

可以通过ZooKeeper的脚本来查看启动状态，包括集群中各个结点的角色（或是Leader，或是Follower）

IP：192.168.8.20

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh status

ZooKeeper JMX enabled by default

Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode: follower

IP：192.168.8.21

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh status

ZooKeeper JMX enabled by default

Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode: leader

IP：192.168.8.22

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh status

ZooKeeper JMX enabled by default

Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.10/bin/../conf/zoo.cfg

Mode: follower

通过上面状态查询结果可见，192.168.8.21是集群的Leader，其余的两个结点是Follower。

另外，可以通过客户端脚本，连接到ZooKeeper集群上。对于客户端来说，ZooKeeper是一个整体，连接到ZooKeeper集群实际上感觉在独享整个集群的服务，所以，你可以在任何一个结点上建立到服务集群的连接。

zookeeper简单操作命令：

#连接到任意节点生成数据：

[root@localhost bin]# ./zkCli.sh -server 192.168.8.20:2181

[zk: 192.168.8.20:2181(CONNECTED) 0] create /test "hello"

Created /test

[zk: 192.168.8.20:2181(CONNECTED) 1] get /test

hello

cZxid = 0x100000002

ctime = Sun Aug 12 11:10:13 CST 2018

mZxid = 0x100000002

mtime = Sun Aug 12 11:10:13 CST 2018

pZxid = 0x100000002

cversion = 0

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 5

numChildren = 0

#在其他zookeeper节点验证数据：

[root@localhost bin]# ./zkCli.sh -server 192.168.8.21:2181

[zk: 192.168.8.21:2181(CONNECTED) 0] get /test

hello

cZxid = 0x100000002

ctime = Sun Aug 12 11:10:13 CST 2018

mZxid = 0x100000002

mtime = Sun Aug 12 11:10:13 CST 2018

pZxid = 0x100000002

cversion = 0

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 5

numChildren = 0

[root@localhost bin]# ./zkCli.sh -server 192.168.8.22:2181

[zk: 192.168.8.22:2181(CONNECTED) 0] get /test

hello

cZxid = 0x100000002

ctime = Sun Aug 12 11:10:13 CST 2018

mZxid = 0x100000002

mtime = Sun Aug 12 11:10:13 CST 2018

pZxid = 0x100000002

cversion = 0

dataVersion = 0

aclVersion = 0

ephemeralOwner = 0x0

dataLength = 5

numChildren = 0

添加zookeeper环境变量/etc/profile内容如下

export PATH=/usr/local/zookeeper-3.4.10/bin:$PATH

执行source /etc/profile，使其生效

至此，Zookeeper集群搭建完毕。