Zookper集群搭建

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一、搭建zookper集群前的准备

1、准备三台linux并实现三台机器机器免密码登录

• 为什么要免密登录

  • Hadoop 节点众多, 所以一般在主节点启动从节点, 这个时候就需要程序自动在主节点登录到从节点中, 如果不能免密就每次都要输入密码, 非常麻烦

• 免密 SSH 登录的原理

  1. 需要先在 B节点 配置 A节点 的公钥

  2. A节点 请求 B节点 要求登录

  3. B节点 使用 A节点 的公钥, 加密一段随机文本

  4. A节点 使用私钥解密, 并发回给 B节点

  5. B节点 验证文本是否正确

（1）三台机器生成公钥与私钥

• 在三台机器执行以下命令，生成公钥与私钥

ssh-keygen -t rsa

执行该命令之后，按下三个回车即可

（2）拷贝公钥到同一台机器

三台机器将拷贝公钥到第一台机器

• 三台机器执行命令：

ssh-copy-id node1

• 如果报错及解决办法

/usr/bin/ssh-copy-id: ERROR: ssh: Could not resolve hostname node1: 
Name or service not known

• 解决办法:在集群上的所有机器上执行vi /etc/hosts

192.168.43.129 node1
192.168.43.130 node2
192.168.43.131 node3

（3）复制第一台机器的认证到其他机器

将第一台机器的公钥拷贝到其他机器上

在第一台机器上面指向以下命令

scp /root/.ssh/authorized_keys node2:/root/.ssh

scp /root/.ssh/authorized_keys node3:/root/.ssh

2、三台机器时钟同步

• 为什么需要时间同步

  • 因为很多分布式系统是有状态的, 比如说存储一个数据, A节点 记录的时间是 1, B节点 记录的时间是 2, 就会出问题

## 安装
yum install -y ntp

## 启动定时任务
crontab -e

随后在输入界面键入

*/1 * * * * /usr/sbin/ntpdate ntp4.aliyun.com;

二、Zookeeper简单介绍

1、什么是Zookeeper

• Zookeeper 是一个开源的分布式协调服务框架 ,主要用来解决分布式集群中 应用系统的一致性问题

• Zookeeper 是 Google Chubby 思想的一个开源实现

• Zookeeper 本质上是一个分布式文件系统, 适合存放小文件, 通过文件系统来实现分布式协调

2、什么是分布式文件系统？

参考博客：https://blog.csdn.net/qq\_37862148/article/details/113999206

（1）一般文件系统

在我们日常生活工作中，自己使用的电脑上都会安装操作系统，比如Windows。我们经常进行的操作如新建文件夹、新建文件、删除文件等等，都是文件系统在帮助我们工作，Windows文

件系统有FATFS、VFATFS、NTFS等。除了Windows外，Linux也有ext、vfs等等文件系统，像这种一台计算机，单个存储节点、一个操作系统，一个具体的文件系统的场景称之为一般文件系统。

（2）分布式文件系统

分布式文件系统中的数据存储在多台机器上，这些专门用来存储数据的机器称之为存储节点，由多个节点构成分布式集群，节点上的小的分布式文件系统组合成总的分布式文件系统，由主服务器对总的文件系统进行管理。用户任意访问某一台主机，都能获取到自己想要的目标文件。

（3）一般文件系统和分布式文件系统的对比

 

（4）Zookeeper的分布式文件系统

• 在上图左侧, Zookeeper 中存储的其实是一个又一个 Znode, Znode 是 Zookeeper 中的节点

  • Znode 是有路径的, 例如 /servers/host1, /``servers``/host2, 这个路径也可以理解为是 Znode 的 Name

  • Znode 也可以携带数据, 例如说某个 Znode 的路径是 /data/host1, 其值是一个字符串 "192.168.0.1"

• 正因为 Znode 的特性, 所以 Zookeeper 可以对外提供出一个类似于文件系统的视图（前端）, 可以通过操作文件系统的方式操作 Zookeeper

  • 使用路径获取 Znode

  • 获取 Znode 携带的数据

  • 修改 Znode 携带的数据

  • 删除 Znode

  • 添加 Znode

  • 等等...

3、Zookeeper是分布式的

• 首先呢, Zookeeper 是分为服务端和客户端的, 客户端有 Java 的客户端, 有 Shell 命令行的客户端等, 客户端通过一个类似于文件系统的 API 来访问 Zookeeper 集群

• 但是事实上, 客户端最终是直接访问 Zookeeper 集群, 集群中有两大类角色, 一类是 Leader, 一类是 Follower, 其实就是主从, Leader 负责读和写, Follower 只能读, 遇到会产生修改的请求会转发给 Leader 处理, 这是因为 Zookeeper 本质上就是为了在分布式环境中对消息的一致性的支持, 而 Zookeeper 所基于的 ZAB 协议是 Paxos 协议的一个变种, ZAB 协议中是有一个全局的事务生成者, 就是 Leader, 修改设计到在分布式环境下对事务达成一致, 必须由 Leader 发起

• 例子

比如说一个常见的分布式主从系统, 如果有 ZK 在的话, 主节点不需要和每个从节点保持连接, 只需要监听从节点创建的 Znode, 便可以知道谁在线

4、Zookeeper 能做什么?

• 发布订阅

• 命名服务

• 分布式锁

• 分布式协调

三、Zookeeper集群部署

1、集群部署服务器规划

服务器IP	主机名	myid的值
192.168.43.129	node1	1
192.168.43.130	node2	2
192.168.43.131	node3	3

2、下载Zookeeper的压缩包

• 下载网站：http://archive.apache.org/dist/zookeeper/

• 我们在这个网址下载我们使用的zk版本为3.4.9，下载完成之后，上传到我们的linux的/usr/apps路径下准备进行安装

3、解压

#1.到达/usr/apps
cd /usr/apps
#2.解压
tar -zxvf zookeeper-3.4.9.tar.gz
#将zookeeper改名
mv zookeeper-3.4.9 zookeeper

• zookeeper结构

4、修改配置文件

• 第一台机器修改及配置

cd /usr/apps/zookeeper/conf/
# 复制一份并改名
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

#创建数据存储文件
mkdir -p /usr/apps/zookeeper/zkdatas/

• 修改zoo.cfg

# example sakes.
dataDir=/usr/apps/zookeeper/zkdatas
# 保留多少个快照
autopurge.snapRetainCount=3
# 日志多少小时清理一次
autopurge.purgeInterval=1
# 集群中服务器地址
server.1=node1:2888:3888
server.2=node2:2888:3888
server.3=node3:2888:3888

5、添加myid配置

• 第一台机器（node1）上/usr/apps/zookeeper/zkdatas/这个路径下面创建文件，文件名为myid,文件内容为：

echo 1 > /usr/apps/zookeeper/zkdatas/myid

6、安装包分发

（1）安装包分发到其他机器

• 第一台机器上面执行以下两个命令,将zookeeper文件转发到另外两个节点

scp -r  /usr/apps/zookeeper/ node2:/usr/apps/zookeeper/
scp -r  /usr/apps/zookeeper/ node3:/usr/apps/zookeeper/

• 第二台机器上修改myid的值为2·

echo 2> /usr/apps/zookeeper/zkdatas/myid

• 第三台机器上修改myid的值为3

echo 3> /usr/apps/zookeeper/zkdatas/myid

7、三台机器启动zookeeper服务

• 三台机器启动zookeeper服务（这个命令三台机器都要执行）

/usr/apps/zookeeper/bin/zkServer.sh start

• 查看启动状态

/usr/apps/zookeeper/bin/zkServer.sh  status

四、Zookeeper的Shell客户端操作

1、Zookeeper服务命令

ZooKeeper服务命令:
启动ZK服务:	bin/zkServer.sh start
查看ZK服务状态:	bin/zkServer.sh status
停止ZK服务:	bin/zkServer.sh stop
重启ZK服务:	bin/zkServer.sh restart

2、Zookeeper常用命令

命令	说明	参数
create [-s] [-e] path data acl	创建Znode	-s 指定是顺序节点 -e 指定是临时节点
ls path [watch]	列出Path下所有子Znode
get path [watch]	获取Path对应的Znode的数据和属性
ls2 path [watch]	查看Path下所有子Znode以及子Znode的属性
set path data [version]	更新节点	version 数据版本
delete path [version]	删除节点, 如果要删除的节点有子Znode则无法删除	version 数据版本
rmr path	删除节点, 如果有子Znode则递归删除
setquota -n|-b val path	修改Znode配额	-n 设置子节点最大个数 -b 设置节点数据最大长度
history	列出历史记录

• 连接Zookeeper服务

zkCli.sh -server node1:2181

显示welcome to zookeeper极为成功

• 创建普通节点

 create /app1 hello

• 创建顺序节点

create -s /app2 world

• 创建临时节点

 create -s /tempnode0 world 

• 创建顺序的临时节点

create -s -e /tempnode1 aaa

• 获取节点数据

get /app1

• 修改节点数据

set /app1 helloWhj

• 删除节点

 #删除的节点不能有子节点
 delete  /app1 
 # 递归删除
 rmr    /app1

3、Znode的特点和类型，属性，通知类型，会话等概念

（1）Znode 的特点

• 文件系统的核心是 Znode

• 如果想要选取一个 Znode, 需要使用路径的形式, 例如 /test1/test11

• Znode 本身并不是文件, 也不是文件夹, Znode 因为具有一个类似于 Name 的路径, 所以可以从逻辑上实现一个树状文件系统

• ZK 保证 Znode 访问的原子性, 不会出现部分 ZK 节点更新成功, 部分 ZK 节点更新失败的问题

• Znode 中数据是有大小限制的, 最大只能为1M

• Znode是由三个部分构成

  • stat: 状态, Znode的权限信息, 版本等

  • data: 数据, 每个Znode都是可以携带数据的, 无论是否有子节点

  • children: 子节点列表

（2）Znode 的类型

• 每个Znode有两大特性, 可以构成四种不同类型的Znode

  • 持久性（-e）

    • 持久 客户端断开时, 不会删除持有的Znode

    • 临时 客户端断开时, 删除所有持有的Znode, 临时Znode不允许有子Znode

  • 顺序性(-s)

    • 有序 创建的Znode有先后顺序, 顺序就是在后面追加一个序列号, 序列号是由父节点管理的自增

    • 无序 创建的Znode没有先后顺序

（3）Znode的属性

• dataVersion 数据版本, 每次当Znode中的数据发生变化的时候, dataVersion都会自增一下

• cversion 节点版本, 每次当Znode的节点发生变化的时候, cversion都会自增

• aclVersion ACL(Access Control List)的版本号, 当Znode的权限信息发生变化的时候aclVersion会自增

• zxid 事务ID

• ctime 创建时间

• mtime 最近一次更新的时间

• ephemeralOwner 如果Znode为临时节点, ephemeralOwner表示与该节点关联的SessionId

（4）通知机制

• 通知类似于数据库中的触发器, 对某个Znode设置 Watcher, 当Znode发生变化的时候, WatchManager会调用对应的Watcher

• 当Znode发生删除, 修改, 创建, 子节点修改的时候, 对应的Watcher会得到通知

• Watcher的特点

  • 一次性触发 一个 Watcher 只会被触发一次, 如果需要继续监听, 则需要再次添加 Watcher

  • 事件封装: Watcher 得到的事件是被封装过的, 包括三个内容 keeperState, eventType, path

KeeperState	EventType	触发条件	说明
	None	连接成功
SyncConnected	NodeCreated	Znode被创建	此时处于连接状态
SyncConnected	NodeDeleted	Znode被删除	此时处于连接状态
SyncConnected	NodeDataChanged	Znode数据被改变	此时处于连接状态
SyncConnected	NodeChildChanged	Znode的子Znode数据被改变	此时处于连接状态
Disconnected	None	客户端和服务端断开连接	此时客户端和服务器处于断开连接状态
Expired	None	会话超时	会收到一个SessionExpiredException
AuthFailed	None	权限验证失败	会收到一个AuthFailedException

（5）会话

• 在ZK中所有的客户端和服务器的交互都是在某一个Session中的, 客户端和服务器创建一个连接的时候同时也会创建一个Session

• Session会在不同的状态之间进行切换: CONNECTING, CONNECTED, RECONNECTING, RECONNECTED, CLOSED

• ZK中的会话两端也需要进行心跳检测, 服务端会检测如果超过超时时间没收到客户端的心跳, 则会关闭连接, 释放资源, 关闭会话