Zookeeper集群搭建

 由於公司緩存方案改進，准備采用codis集群作為主要的緩存解決方案（codis：國內豌豆莢開發的redis集群解決方案，已開源，github地址：https://github.com/CodisLabs/codis），codis集群依賴於zookeeper集群，本文介紹zookeeper集群的實現。

一、Zookeeper原理簡介

ZooKeeper是一個開放源碼的分布式應用程序協調服務，它包含一個簡單的原語集，分布式應用程序可以基於它實現同步服務，配置維護和命名服務等。

Zookeeper設計目的

• 最終一致性：client不論連接到那個Server，展示給它的都是同一個視圖。
• 可靠性：具有簡單、健壯、良好的性能、如果消息m被到一台服務器接收，那么消息m將被所有服務器接收。
• 實時性：Zookeeper保證客戶端將在一個時間間隔范圍內獲得服務器的更新信息，或者服務器失效的信息。但由於網絡延時等原因，Zookeeper不能保證兩個客戶端能同時得到剛更新的數據，如果需要最新數據，應該在讀數據之前調用sync()接口。
• 等待無關（wait-free）：慢的或者失效的client不得干預快速的client的請求，使得每個client都能有效的等待。
• 原子性：更新只能成功或者失敗，沒有中間狀態。
• 順序性：包括全局有序和偏序兩種：全局有序是指如果在一台服務器上消息a在消息b前發布，則在所有Server上消息a都將在消息b前被發布；偏序是指如果一個消息b在消息a后被同一個發送者發布，a必將排在b前面。

Zookeeper工作原理

1、在zookeeper的集群中，各個節點共有下面3種角色和4種狀態：

角色：leader,follower,observer
狀態：leading,following,observing,looking

Zookeeper的核心是原子廣播，這個機制保證了各個Server之間的同步。實現這個機制的協議叫做Zab協議（ZooKeeper Atomic Broadcast protocol）。Zab協議有兩種模式，它們分別是恢復模式（Recovery選主）和廣播模式（Broadcast同步）。當服務啟動或者在領導者崩潰后，Zab就進入了恢復模式，當領導者被選舉出來，且大多數Server完成了和leader的狀態同步以后，恢復模式就結束了。狀態同步保證了leader和Server具有相同的系統狀態。

為了保證事務的順序一致性，zookeeper采用了遞增的事務id號（zxid）來標識事務。所有的提議（proposal）都在被提出的時候加上了zxid。實現中zxid是一個64位的數字，它高32位是epoch用來標識leader關系是否改變，每次一個leader被選出來，它都會有一個新的epoch，標識當前屬於那個leader的統治時期。低32位用於遞增計數。

每個Server在工作過程中有4種狀態：

LOOKING：當前Server不知道leader是誰，正在搜尋。

LEADING：當前Server即為選舉出來的leader。

FOLLOWING：leader已經選舉出來，當前Server與之同步。

OBSERVING：observer的行為在大多數情況下與follower完全一致，但是他們不參加選舉和投票，而僅僅接受(observing)選舉和投票的結果。

Zookeeper集群節點

• Zookeeper節點部署越多，服務的可靠性越高，建議部署奇數個節點，因為zookeeper集群是以宕機個數過半才會讓整個集群宕機的。
• 需要給每個zookeeper 1G左右的內存，如果可能的話，最好有獨立的磁盤，因為獨立磁盤可以確保zookeeper是高性能的。如果你的集群負載很重，不要把zookeeper和RegionServer運行在同一台機器上面，就像DataNodes和TaskTrackers一樣。

實驗環境

主機名	系統	IP地址
linux-node1	CentOS release 6.8	192.168.1.148
linux-node2	CentOS release 6.8	192.168.1.149
linux-node2	CentOS release 6.8	192.168.1.150

二、Zookeeper安裝

Zookeeper運行需要java環境，需要安裝jdk，注：每台服務器上面都需要安裝zookeeper、jdk，建議本地下載好需要的安裝包然后上傳到服務器上面，服務器上面下載速度太慢。

2.1、JDK安裝

JDK下載地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

rpm -ivh jdk-8u101-linux-x64.rpm

2.2、Zookeeper安裝

Zookeeper鏈接：http://zookeeper.apache.org/

wget http://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.8/zookeeper-3.4.8.tar.gz -P /usr/local/src/
tar zxvf zookeeper-3.4.8.tar.gz -C /opt
cd /opt && mv zookeeper-3.4.8 zookeeper
cd zookeeper
cp conf/zoo_sample.cfg conf/zoo.cfg

#把zookeeper加入到環境變量

echo -e "# append zk_env\nexport PATH=$PATH:/opt/zookeeper/bin" >> /etc/profile

三、Zookeeper集群配置

注意：搭建zookeeper集群時，一定要先停止已經啟動的zookeeper節點。

3.1、Zookeeper配置文件修改

#修改過后的配置文件zoo.cfg，如下：

egrep -v "^#|^$" zoo.cfg

tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataLogDir=/opt/zookeeper/logs
dataDir=/opt/zookeeper/data
clientPort=2181
autopurge.snapRetainCount=500
autopurge.purgeInterval=24
server.1= 192.168.1.148:2888:3888
server.2= 192.168.1.149:2888:3888
server.3= 192.168.1.150:2888:3888

#創建相關目錄，三台節點都需要

mkdir -p /opt/zookeeper/{logs,data}

#其余zookeeper節點安裝完成之后，同步配置文件zoo.cfg。

3.2、配置參數說明

tickTime這個時間是作為zookeeper服務器之間或客戶端與服務器之間維持心跳的時間間隔,也就是說每個tickTime時間就會發送一個心跳。

initLimit這個配置項是用來配置zookeeper接受客戶端（這里所說的客戶端不是用戶連接zookeeper服務器的客戶端,而是zookeeper服務器集群中連接到leader的follower 服務器）初始化連接時最長能忍受多少個心跳時間間隔數。

當已經超過10個心跳的時間（也就是tickTime）長度后 zookeeper 服務器還沒有收到客戶端的返回信息,那么表明這個客戶端連接失敗。總的時間長度就是 10*2000=20秒。

syncLimit這個配置項標識leader與follower之間發送消息,請求和應答時間長度,最長不能超過多少個tickTime的時間長度,總的時間長度就是5*2000=10秒。

dataDir顧名思義就是zookeeper保存數據的目錄,默認情況下zookeeper將寫數據的日志文件也保存在這個目錄里；

clientPort這個端口就是客戶端連接Zookeeper服務器的端口,Zookeeper會監聽這個端口接受客戶端的訪問請求；

server.A=B:C:D中的A是一個數字,表示這個是第幾號服務器,B是這個服務器的IP地址，C第一個端口用來集群成員的信息交換,表示這個服務器與集群中的leader服務器交換信息的端口，D是在leader掛掉時專門用來進行選舉leader所用的端口。

3.3、創建ServerID標識

除了修改zoo.cfg配置文件外,zookeeper集群模式下還要配置一個myid文件,這個文件需要放在dataDir目錄下。

這個文件里面有一個數據就是A的值（該A就是zoo.cfg文件中server.A=B:C:D中的A）,在zoo.cfg文件中配置的dataDir路徑中創建myid文件。

#在192.168.1.148服務器上面創建myid文件，並設置值為1，同時與zoo.cfg文件里面的server.1保持一致，如下

echo "1" > /opt/zookeeper/data/myid

#在192.168.1.149服務器上面創建myid文件，並設置值為1，同時與zoo.cfg文件里面的server.2保持一致，如下

echo "2" > /opt/zookeeper/data/myid

#在192.168.1.150服務器上面創建myid文件，並設置值為1，同時與zoo.cfg文件里面的server.3保持一致，如下

echo "3" > /opt/zookeeper/data/myid

到此，相關配置已完成

四、Zookeeper集群查看

1、啟動每個服務器上面的zookeeper節點：

#linux-node1、linux-node2、linux-node3

/opt/zookeeper/bin/zkServer.sh start

注意：報錯排查

Zookeeper節點啟動不了可能原因：zoo.cfg配置文件有誤、iptables沒關。

2、啟動完成之后查看每個節點的狀態

#linux-node1

#linux-node2

#linux-node3

#從上面可以看出，linux-node1，linux-node3兩台服務器zookeeper的狀態是follow模式，linux-node2這台服務器zookeeper的狀態是leader模式。

五、Zookeeper集群連接

Zookeeper集群搭建完畢之后，可以通過客戶端腳本連接到zookeeper集群上面，對客戶端來說，zookeeper集群是一個整體，連接到zookeeper集群實際上感覺在獨享整個集群的服務。
#在linux-node1測試

通過上圖可以看出整個zookeeper集群已經搭建並測試完成。
#Zookeeper原理：
http://blog.csdn.net/wuliu_forever/article/details/52053557
http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/p/4887452.html

本文轉載地址：https://www.linuxprobe.com/zookeeper-cluster-deploy.html