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云服务器搭建Zookeeper集群

article 2024/9/25 19:22:36

文章目录

- 1.集群配置
- 2.zookeeper的群起脚本
- 3. Zookeeper节点的创建和删除相关
- 4. Zookeeper的选举机制

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

	s1	s2	s3	s4	gracal
	Server1(follower)	Server2(follower)	Server3(may be learder)	Server4(follower)	Server5(follower)

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

#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）

#create 节点目录位置 值
create /a "ainfo"

获得节点的值
```
#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）
```
#create -s
create -s /a/b/c "cinfo"
```
创建短暂节点（短暂节点+不带序号）
```
#create -e
create -e /a/b "binfo"
```

创建短暂节点（短暂节点+带序号）

#create -e -s
create -e -s /a/b/c "cinfo"

查看当前znode所包含的内容
```
ls /a
```
查看当前节点的详细数据
```
ls -s /a
```
删除节点
```
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
```
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