Kafka 3.9.1的KRaft模式部署

一、核心架构与角色

KRaft 模式特点
- 去中心化：移除 ZooKeeper，元数据由 Kafka 集群内部管理。
- Raft 协议：通过 Raft 实现元数据一致性，控制器（Controller）节点组成仲裁（Quorum）处理元数据变更。
- 角色分离：Broker 负责消息存储，Controller 负责元数据管理，两者可独立部署或合并运行（Combined 模式）。
节点类型
- Broker：存储消息数据，处理生产/消费请求。
- Controller：管理元数据（如 Topic、分区、副本状态），参与 Raft 选举。
- Combined 模式：单节点同时运行 Broker 和 Controller（适用于开发环境，生产环境不推荐）。

二、关键配置参数

以下配置需在 server.properties 文件中设置：

参数	说明	示例值
`process.roles`	节点角色，可选 `broker`、`controller` 或两者组合（如 `broker,controller`）。	`broker,controller`（生产环境推荐分离部署）
`node.id`	节点唯一标识，需在集群内唯一。	`1`（Controller 节点）、`2`（Broker 节点）
`controller.quorum.voters`	Controller 仲裁列表，格式为 `{id}@{host}:{port}`。	`1@controller1:9093,2@controller2:9093,3@controller3:9093`
`listeners`	监听地址，需包含 `PLAINTEXT`（Broker）和 `CONTROLLER`（内部通信）。	`PLAINTEXT://:9092,CONTROLLER://:9093`
`advertised.listeners`	对外暴露的 Broker 地址（客户端连接地址）。	`PLAINTEXT://192.168.1.100:9092`
`controller.listener.names`	Controller 监听器名称（固定为 `CONTROLLER`）。	`CONTROLLER`
`log.dirs`	数据存储目录（建议独立磁盘）。	`/data/kafka/logs`
`inter.broker.listener.name`	Broker 间通信使用的监听器名称（需与 `listeners` 一致）。	`PLAINTEXT`

单机本地KRaft模式完整示例

bash 复制代码

broker.id=0
listeners=PLAINTEXT://localhost:9092,CONTROLLER://0.0.0.0:9093
listener.security.protocol.map=CONTROLLER:PLAINTEXT,PLAINTEXT:PLAINTEXT

process.roles=broker,controller
controller.quorum.voters=0@localhost:9093
# controller.quorum.voting.mode=round-robin
controller.listener.names=CONTROLLER


advertised.listeners=PLAINTEXT://localhost:9092

三、配置步骤

生成集群 ID

使用 kafka-storage.sh 工具生成唯一集群 ID：
bash 复制代码
```
bin/kafka-storage.sh random-uuid
```
输出示例：4hU1sxPUQG-4qqqgZQxFZA（需记录并用于后续格式化）。
格式化存储目录

在所有节点上执行格式化，指定集群 ID 和配置文件：
bash 复制代码
```
bin/kafka-storage.sh format -t <CLUSTER_ID> -c config/kraft/server.properties
```
启动服务
- 单节点（Combined 模式） ：
  bash 复制代码
```
bin/kafka-server-start.sh config/kraft/server.properties
```
- 多节点集群 ：
  按角色分别启动 Controller 和 Broker 服务（建议使用 systemd 管理进程）。

验证集群状态

检查 Broker 列表：

bash 复制代码

bin/kafka-broker-api-versions.sh --bootstrap-server <BROKER_IP>:9092

查看 Controller 状态：

bash 复制代码

bin/kafka-metadata-quorum.sh describe --bootstrap-server <BROKER_IP>:9092

四、生产环境最佳实践

Controller 节点配置
- 数量：建议 3 或 5 个节点（奇数），容忍 (n-1)/2 个节点故障。
- 资源隔离：与 Broker 分离部署，避免资源竞争。
- 网络优化：使用低延迟、高带宽网络（如万兆网卡）。
Broker 节点配置
- 副本数 ：default.replication.factor=3（兼顾可用性与存储成本）。
- 消息压缩 ：启用 compression.type=lz4 或 zstd 减少网络开销。
- JVM 调优 ：设置 KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx8G -Xms8G"，启用 G1 垃圾回收器。
监控与运维
- 关键指标：Controller 选举耗时、元数据复制延迟、Broker 磁盘 I/O。
- 日志管理 ：定期清理旧日志（log.retention.hours=168）。

五、常见问题解决

No security protocol defined for listener CONTROLLER
- 原因：未配置 CONTROLLER 监听器的安全协议。
- 解决：在 server.properties 中添加：
  bash 复制代码
```
listener.security.protocol.map=CONTROLLER:PLAINTEXT,PLAINTEXT:PLAINTEXT
```
客户端连接失败
- 检查项 ：
  - advertised.listeners 是否为客户端可访问的 IP 或域名。
  - 防火墙是否开放 9092（Broker）和 9093（Controller）端口。
元数据不一致
- 场景：Controller 选举失败或网络分区。
- 处理：检查 kafka-metadata-quorum.sh 输出，确认 Leader 和 Voters 状态。