Kafka-0.10.0.0 集群高可靠实验

记录实验过程之前，先谈一谈学习Kafka过程的心得。
大数据包含一个生态，需众多组件配合使用。逐个学习各个组件非常费力，想摸索出一种快速入门的方法，可能是每个学习大数据的同学都想要的。
我的方法是，每个组件遵循以下步骤：
（1）介绍文档，Getting Start,Introduction等，通常1个小时内可以搞定。
（2）安装配置，下载Tar包，配置Config。半小时。
（3）用官方Api，实现几个Demo。1个小时。
这样，入门过程差不多花上半天时间。但是学习kafka时，把精力放在了zookeeper的机制原理上，大大延长了整个实验的时间。

感谢kelgon发布的实验教程，我的实验过程也是按照这位牛人的文章做的，在此感谢。

kafka系统示意图

一、zookeeper安装

实验环境：三台计算机（用本机docker安装镜像，OS:ubuntu 16.04）

• hbase：172.18.0.71
• datanode2:172.18.0.12
• datanode3:172.18.0.13
  解压zookeeper 3.4.9 到/opt/zookeeper文件夹中

1. 配置zoo.cfg，每台zookeeper采用同样的配置文件

dataDir=/opt/zookeeper/zootmp 
##存放zookeeper 全部数据
clientPort=2181 #zookeeper 默认端口
server.0=172.18.0.71:4001:4002 #配置zookeeper 集群
server.1=172.18.0.12:4001:4002
server.2=172.18.0.13:4001:4002
##4001是node通信使用的端口，4002是node选举使用的端口

2.在dataDir中，创建myid文件，写入此台机器的变化，对应server.X。

##myid
0

3.启动命令。

bin/zkServer.sh start

zookeeper状态和高可靠

bin/zkServer.sh status

命令输出

ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /opt/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower/leader

证明zookeeper依靠zoo.cfg配置文件中集群配置，实现了主从模式。
关闭leader节点

bin/zkServer.sh stop

查看其它节点状态，一个follow节点会变成leader节点。

至此，完成zookeeper的安装、集群配置以及集群可靠性验证。

二、Kafka安装

解压kafka-0.10.0.0到/opt/kafka路径中，3个主机组成Kafka集群。

• hbase：172.18.0.71
• datanode2:172.18.0.12
• datanode3:172.18.0.13

1.修改配置文件config/server.properties

broker.id=0 ##每一个kafka 设置单独id
advertised.listeners=PLAINTEXT://hbase:9092 
##hbase填写域名或ip地址，kafka监听该端口。
log.dirs=/opt/kafka/kafkatmp 
##kafka保存数据的位置
zookeeper.connect=hbase:2181,datanode2:2181,datanode3:2181
##zookeeper地址，集群用逗号分隔
num.partitions=1 ##默认情况topic的partion个数

2.启动kafka

bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties 

创建topic，设置10个partition

1. kafka自带系统工具创建topic

bin/kafka-topics.sh --create \
--zookeeper 172.18.0.12:2181\
--replication-factor 2 \ ##2个副本
--partitions 10 \ ##10个partition
--topic exam2 ##

2.查看topic信息

Topic:exam2 PartitionCount:10 ReplicationFactor:2 Configs:
Topic: exam2 Partition: 0 Leader: 0 Replicas: 0,1 Isr: 0,1
Topic: exam2 Partition: 1 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 1,2
Topic: exam2 Partition: 2 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 0,2
Topic: exam2 Partition: 3 Leader: 0 Replicas: 0,2 Isr: 0,2
Topic: exam2 Partition: 4 Leader: 1 Replicas: 1,0 Isr: 0,1
Topic: exam2 Partition: 5 Leader: 2 Replicas: 2,1 Isr: 1,2
Topic: exam2 Partition: 6 Leader: 0 Replicas: 0,1 Isr: 0,1
Topic: exam2 Partition: 7 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 1,2
Topic: exam2 Partition: 8 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 0,2
Topic: exam2 Partition: 9 Leader: 0 Replicas: 0,2 Isr: 0,2

10个partition分布到3个broker上，每个partition拥有2个副本。

三、Kafka可靠性验证

1.关闭broker0

bin/kafka-server-stop.sh

2.查看topic信息

Topic:exam2 PartitionCount:10 ReplicationFactor:2 Configs:
Topic: exam2 Partition: 0 Leader: 1 Replicas: 0,1 Isr: 1
Topic: exam2 Partition: 1 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 2,1
Topic: exam2 Partition: 2 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 2
Topic: exam2 Partition: 3 Leader: 2 Replicas: 0,2 Isr: 2
Topic: exam2 Partition: 4 Leader: 1 Replicas: 1,0 Isr: 1
Topic: exam2 Partition: 5 Leader: 2 Replicas: 2,1 Isr: 1,2
Topic: exam2 Partition: 6 Leader: 1 Replicas: 0,1 Isr: 1
Topic: exam2 Partition: 7 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 2,1
Topic: exam2 Partition: 8 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 2
Topic: exam2 Partition: 9 Leader: 2 Replicas: 0,2 Isr: 2

由于关闭了broker0，所以partition-0的leader由broker0变为broker1，lsr同步节点也去掉了broker0。
partion3 6 9发生同样的变化。

3. 重启broker0，查看topic信息

Topic:exam2 PartitionCount:10 ReplicationFactor:2 Configs:
Topic: exam2 Partition: 0 Leader: 1 Replicas: 0,1 Isr: 1,0
Topic: exam2 Partition: 1 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 2,1
Topic: exam2 Partition: 2 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 2,0
Topic: exam2 Partition: 3 Leader: 2 Replicas: 0,2 Isr: 2,0
Topic: exam2 Partition: 4 Leader: 1 Replicas: 1,0 Isr: 1,0
Topic: exam2 Partition: 5 Leader: 2 Replicas: 2,1 Isr: 1,2
Topic: exam2 Partition: 6 Leader: 1 Replicas: 0,1 Isr: 1,0
Topic: exam2 Partition: 7 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 2,1
Topic: exam2 Partition: 8 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 2,0
Topic: exam2 Partition: 9 Leader: 2 Replicas: 0,2 Isr: 2,0

此时，lsr节点已经恢复broker0的同步规则。

4.触发负载均衡
partition的读写都是leader broker负责。当重启broker后，虽然加入了数据同步节点，但partition的leader没有发生转换，可以通过命令触发负载均衡。

bin/kafka-preferred-replica-election.sh --zookeeper hbase:2181

Topic:exam2 PartitionCount:10 ReplicationFactor:2 Configs:
Topic: exam2 Partition: 0 Leader: 0 Replicas: 0,1 Isr: 1,0
Topic: exam2 Partition: 1 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 2,1
Topic: exam2 Partition: 2 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 2,0
Topic: exam2 Partition: 3 Leader: 0 Replicas: 0,2 Isr: 2,0
Topic: exam2 Partition: 4 Leader: 1 Replicas: 1,0 Isr: 1,0
Topic: exam2 Partition: 5 Leader: 2 Replicas: 2,1 Isr: 1,2
Topic: exam2 Partition: 6 Leader: 0 Replicas: 0,1 Isr: 1,0
Topic: exam2 Partition: 7 Leader: 1 Replicas: 1,2 Isr: 2,1
Topic: exam2 Partition: 8 Leader: 2 Replicas: 2,0 Isr: 2,0
Topic: exam2 Partition: 9 Leader: 0 Replicas: 0,2 Isr: 2,0

结果上看，partition 0 3 6 9的leader换成了broker0，实现了重新选举。

四、总结

本文通过搭建Kafka集群，验证了kafka系统中topic broker leader Replicas等概念。

通过手动关闭进程的方式，实现了kafka高可用性、负载均衡。