1、Zookeeper 概述:
Zookeeper 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
Zookeeper 工作机制
Zookeeper是–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上注册的那些客户端做出相应的反应。
也就是说Zookeeper =文件系统+通知机制
Zookeeper 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
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
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
a)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–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
b)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
a)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:–些调整
b)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
Zookeeper 选举机制
● 第一次启动选举机制
a)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;
b)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
c)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; .
d)服务器4启动,发起一次选举。此时服务器1,2,3已经不是L00KING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;
e)服务器5启动,同4一样当小弟。
● 非第一次启动选举机制
a)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。
b) 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:
- 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
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8XID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
2、部署 zookeeper 集群:
实验环境准备:
3台服务器:
20.0.0.50 20.0.0.60 20.0.0.70
1.安装前准备 //关闭防火墙 systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld setenforce 0 //安装JDK yum install -y java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel java -version 查看一下 一般默认安装好了 #cd /opt wget https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.5.7/apache-zookeeper-3.5.7-bin.tar.gz 2.安装Zookeeper cd /opt 把安装包拖进去然后解压 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/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 #添加集群信息 server.1=20.0.0.50:3188:3288 server.2=20.0.0.60:3188:3288 server.3=20.0.0.70:3188:3288 --------------------------------------------------------------- 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 --------------------------------------------------------------- //在每个节点上创建数据目录和日志目录 <br>mkdir /usr/local/zookeeper-3.5.7/data mkdir /usr/1ocal/zookeeper-3.5.7/1ogs <br> //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//拷贝配置好的Zookeeper 配置文件和脚本文件到其他机器上scp -r zookeeper-3.5.7/ 20.0.0.70:/usr/local/<br><br>scp -r zookeeper-3.5.7/ 20.0.0.60:/usr/local/scp -r /etc init.d/zookeeper 20.0.0.60:/etc/init.d/scp -r /etc init.d/zookeeper 20.0.0.70:/etc/init.d/<br> //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