Zookeeper叢集搭建

導讀	由於公司快取方案改進，準備採用codis叢集作為主要的快取解決方案（codis：國內豌豆莢開發的redis叢集解決方案，已開源，github地址：），codis叢集依賴於zookeeper叢集，本文介紹zookeeper叢集的實現。

ZooKeeper是一個開放原始碼的分散式應用程式協調服務，它包含一個簡單的原語集，分散式應用程式可以基於它實現同步服務，配置維護和命名服務等。

• 最終一致性：client不論連線到那個Server，展示給它的都是同一個檢視。
• 可靠性：具有簡單、健壯、良好的效能、如果訊息m被到一臺伺服器接收，那麼訊息m將被所有伺服器接收。
• 實時性：Zookeeper保證客戶端將在一個時間間隔範圍內獲得伺服器的更新資訊，或者伺服器失效的資訊。但由於網路延時等原因，Zookeeper不能保證兩個客戶端能同時得到剛更新的資料，如果需要最新資料，應該在讀資料之前呼叫sync()介面。
• 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：包括全域性有序和偏序兩種：全域性有序是指如果在一臺伺服器上訊息a在訊息b前釋出，則在所有Server上訊息a都將在訊息b前被髮布；偏序是指如果一個訊息b在訊息a後被同一個傳送者釋出，a必將排在b前面。

1、在zookeeper的叢集中，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後，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的狀態同步以後，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採用了遞增的事務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關係是否改變，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叢集是以當機個數過半才會讓整個叢集當機的。
• 需要給每個zookeeper 1G左右的記憶體，如果可能的話，最好有獨立的磁碟，因為獨立磁碟可以確保zookeeper是高效能的。如果你的叢集負載很重，不要把zookeeper和RegionServer執行在同一臺機器上面，就像DataNodes和TaskTrackers一樣。

主機名	系統	IP地址
-node1	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

Zookeeper執行需要java環境，需要安裝jdk，注：每臺伺服器上面都需要安裝zookeeper、jdk，建議本地下載好需要的安裝包然後上傳到伺服器上面，伺服器上面下載速度太慢。

JDK下載地址：

rpm -ivh jdk-8u101-linux-x64.rpm

Zookeeper連結：

wget 
cd /opt && mv zookeeper-3.4.8 zookeeper
cd zookeeper
cp conf/zoo_sample.cfg conf/zoo.cfg

#把zookeeper加入到環境變數

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

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

#修改過後的配置檔案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

#建立相關目錄，三臺節點都需要

mkdir -p /opt/zookeeper/{logs,data}

#其餘zookeeper節點安裝完成之後，同步配置檔案zoo.cfg。

tickTime這個時間是作為zookeeper伺服器之間或客戶端與伺服器之間維持心跳的時間間隔,也就是說每個tickTime時間就會傳送一個心跳。

initLimit這個配置項是用來配置zookeeper接受客戶端（這裡所說的客戶端不是使用者連線zookeeper伺服器的客戶端,而是zookeeper伺服器叢集中連線到leader的follower 伺服器）初始化連線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）長度後 zookeeper 伺服器還沒有收到客戶端的返回資訊,那麼表明這個客戶端連線失敗。總的時間長度就是 10*2000=20秒。

syncLimit這個配置項標識leader與follower之間傳送訊息,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儲存資料的目錄,預設情況下zookeeper將寫資料的日誌檔案也儲存在這個目錄裡；

clientPort這個埠就是客戶端連線Zookeeper伺服器的埠,Zookeeper會監聽這個埠接受客戶端的訪問請求；

server.A=B:C:D中的A是一個數字,表示這個是第幾號伺服器,B是這個伺服器的IP地址，C第一個埠用來叢集成員的資訊交換,表示這個伺服器與叢集中的leader伺服器交換資訊的埠，D是在leader掛掉時專門用來進行選舉leader所用的埠。

除了修改zoo.cfg配置檔案外,zookeeper叢集模式下還要配置一個myid檔案,這個檔案需要放在dataDir目錄下。

這個檔案裡面有一個資料就是A的值（該A就是zoo.cfg檔案中server.A=B:C:D中的A）,在zoo.cfg檔案中配置的dataDir路徑中建立myid檔案。

#在192.168.1.148伺服器上面建立myid檔案，並設定值為1，同時與zoo.cfg檔案裡面的server.1保持一致，如下

echo "1" > /opt/zookeeper/data/myid

#在192.168.1.149伺服器上面建立myid檔案，並設定值為1，同時與zoo.cfg檔案裡面的server.2保持一致，如下

echo "2" > /opt/zookeeper/data/myid

#在192.168.1.150伺服器上面建立myid檔案，並設定值為1，同時與zoo.cfg檔案裡面的server.3保持一致，如下

echo "3" > /opt/zookeeper/data/myid

到此，相關配置已完成

#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配置檔案有誤、iptables沒關。

#linux-node1

#linux-node2

#linux-node3

#從上面可以看出，linux-node1，linux-node3兩臺伺服器zookeeper的狀態是follow模式，linux-node2這臺伺服器zookeeper的狀態是leader模式。

Zookeeper叢集搭建完畢之後，可以透過客戶端 連線到zookeeper叢集上面，對客戶端來說，zookeeper叢集是一個整體，連線到zookeeper叢集實際上感覺在獨享整個叢集的服務。
#在linux-node1測試
透過上圖可以看出整個zookeeper叢集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

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