云服务器搭建Zookeeper集群

文章目录

1.集群配置

  • Zookeeper的集群个数最好保证是奇数个数,因为Zookeeper的选举过程有一个"半数机制"。

  • 5台服务器,可以设置Zookeeper的集群为3或者5,本文将Zookeeper的集群设置为5。

    s1 s2 s3 s4 gracal
    Server1(follower) Server2(follower) Server3(may be learder) Server4(follower) Server5(follower)
  • 第一次启动时,会采用半数选举机制,选出learder

2.zookeeper的群起脚本

  • 每次都需要在各个服务器分别启动zookeeper比较麻烦,因此可以编写脚本群起zookeeper集群

  • 在s1的/home/gaochuchu/bin目录下创建zk.sh脚本来启停zookeeper集群

    shell 复制代码
    #启动zookeeper集群
    zk.sh start
    #停止zookeeper集群
    zk.sh stop
    #查看所有的zookeeper的状态
    zk.sh status

3. Zookeeper节点的创建和删除相关

  • 节点类型

  • 创建普通节点(永久节点+不带序号)

    shell 复制代码
    #create 节点目录位置 值
    create /a "ainfo"
  • 获得节点的值

    shell 复制代码
    #get -s 获取节点的值
    get -s /a
  • 创建带序号的节点(永久节点+带序号)

    shell 复制代码
    #create -s
    create -s /a/b/c "cinfo"
  • 创建短暂节点(短暂节点+不带序号)

    shell 复制代码
    #create -e
    create -e /a/b "binfo"
  • 创建短暂节点(短暂节点+带序号)

    shell 复制代码
    #create -e -s
    create -e -s /a/b/c "cinfo"
  • 查看当前znode所包含的内容

    shell 复制代码
    ls /a
  • 查看当前节点的详细数据

    shell 复制代码
    ls -s /a
  • 删除节点

    shell 复制代码
    delete /a/b
  • 若是一个节点目录下有多个子节点,若要删除该目录下的所有子节点,以及子节点的子节点

    shell 复制代码
    deleteall /sanguo/shuguo

4. Zookeeper的选举机制

Zookeeper的选举机制的理解,有助于理解后续对于Spark等各种分布式框架配置高可用的备用主节点的替换流程

  • 如果是第一次启动,采用半数选举机制

    • 假设Zookeeper集群中有五台服务器,其具体的流程如下:

      • 1.首先Server1启动,发起一次选举。Server1投自己一票,此时Server1的票数1票,不够半数以上(3票),选举无法完成,Server1的状态保持为LOOKING;

      • 2.Server2启动,再发起一次选举。Server1和Server2分别投自己一票并交换选票信息:此时Server1发现Server2的maid(服务器编号,唯一)比自己目前投票选举的(Server1)大,因此Server1更改选票为推选Server2.此时Server1的票数是0票,而Server2的票数是2票,没有半数以上结果,选举无法完成,此时Server1和Server2都保持LOOKING状态。

      • 3.Server3启动,发次一次选举。通过Server1、Server2、Server3分别投自己一票并且交换选票信息:此时Server1和Server2发现Server3的myid大于自身,因此Server1和Server2都转投Server3,此时Server3的票数为3,因此Server3当选Leader。Server1和2更改状态为FOLLOWING,Server3更改为LEADING

      • 4.Server4启动,此时发起选组,但是由于Server1和Server2都已经不是LOOKING状态,因此不会更改选票信息;Server3为3票,Server4为1票。Server4服从多数,更改选票信息为Server3,并更改状态为FOLLOWING;

      • 5.Server5启动,情况同Server4,也更改状态为FOLLOWING;

        因此可以得出结论:第一次启动时,只要确定的Leader之后,后续的选举过程不会再改变Leader,只是修改Server的状态为FOLLOWING

  • 如果不是第一次启动,Zookeeper的选举机制为:

    如果不是第一次启动,可能涉及了几个概念:

    • SID:服务器ID。用来唯一标识一台Zookeeper集群的机器,每台机器不能重复,和myid一致。

    • ZXID:事务ID。ZXID是事务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ZXID不一定完全一致,这和Zookeeper服务器对于客户端"更新请求"的处理逻辑有关。

      • 每次对节点数据的变更都会更新事务id,事务id的值越大就说明数据越新,在选举算法中数据越新权重越大。

      • 关于ZXID的组成部分,其有更详细的解释:

        实现中 zxid 是一个 64 位的 数字,它高32位是epoch(ZAB协议通过epoch编号来 区分 Leader 周期变化的策略)用来标识 leader 关系是否 改变,每次一个 leader 被选出来,它都会有一个新的 epoch=(原来的epoch+1),标识当前属于那个leader的 统治时期。低32位用于递增计数

        epoch :可以理解为当前集群所处的年代或者周期,每个 leader就像皇帝,都有自己的年号,所以每次改朝换代, leader 变更之后,都会在前一个年代的基础上加 1 。这样就算旧的leader崩溃恢复之后 ,也没有人听他的了,因为follower只听从当前年代的leader的命令

      • Epoch:每个Leader任期的代号。没有Leader的时同一轮投票过程中的逻辑时钟的值是相同的。每投完一次票这个数据就会增加。

        其具体的选举过程如下:

        • 当Zookeeper集群中的一台服务器出现以下两种情况之一的时候,会进入Leader的选举:

          • 服务器初始化启动
          • 服务器运行期间无法和Leader保持连接
        • 而当一台机器进入Leader选举流程的时候,当前集群中也会出现两种状态:

          • 集群中本来已经存在一个Leader

            假设Server5断开连接,这对应第一种已经存在leader的状态,如果此时试图去选举Leader时,会被告知当前服务器的Leader的信息,仅仅需要和Leade r机器重新建立连接,并进行状态同步。

          • 集群中确实不存在Leader的情况。

            假设此时的Server3也突然出现故障挂了,此时就需要进行Leader的选举。

            Leader选举时的优先级:EPOCH>ZXID>SID

            服务器 Server1 Server2 Server4
            (EPOCH,ZXID,SID) (1,8,1) (1,8,2) (1,8,4)

            此时按照选举优先级:

            1.EPOCH大的直接胜出

            2.EPOCH相同,则ZXID大的胜出

            3.ZXID相同,则SID大的胜出

            因此此时的Server2应该胜出,成为新的Leader,且EPOCH加一

        • 问题:当此时的Server3和Server5故障恢复重新加入集群时,会发生什么?

          此时会同步Leader的EPOCH的值,因为当前Leader的EPOCH值比之前未更新的大,因此会自动和Leader更新EPOCH的值,自己会转为FOLLOWING状态

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