kafka集群安装（CentOS7 + kafka 2.7.1）

kafka介绍

Kafka是最初由Linkedin公司开发，是一个分布式、分区的、多副本的、多订阅者，基于zookeeper协调的分布式日志系统（也可以当做MQ系统），常见可以用于web/nginx日志、访问日志，消息服务等等，Linkedin于2010年贡献给了Apache基金会并成为顶级开源项目。

主要应用场景是：日志收集系统和消息系统。

Kafka主要设计目标如下：

以时间复杂度为O(1)的方式提供消息持久化能力，即使对TB级以上数据也能保证常数时间的访问性能。
高吞吐率。即使在非常廉价的商用机器上也能做到单机支持每秒100K条消息的传输。
支持Kafka Server间的消息分区，及分布式消费，同时保证每个partition内的消息顺序传输。
同时支持离线数据处理和实时数据处理。
Scale out:支持在线水平扩展

kafka架构

在Kafka集群（Cluster）中，一个Kafka节点就是一个Broker，消息由Topic来承载，可以存储在1个或多个Partition中。发布消息的应用为Producer、消费消息的应用为Consumer，多个Consumer可以促成Consumer Group共同消费一个Topic中的消息。

概念/对象	简单说明
Broker	Kafka节点
Topic	主题，用来承载消息
Partition	分区，用于主题分片存储
Producer	生产者，向主题发布消息的应用
Consumer	消费者，从主题订阅消息的应用
Consumer Group	消费者组，由多个消费者组成

kafka版本

在下载 Kafka 时会发现 Kafka 的版本号大概是这样的:

Scala 2.12 - kafka_2.12-2.7.1.gz
Scala 2.13 - kafka_2.13-2.7.1.gz

前面的版本号是编译 Kafka 源代码的 Scala 编译器版本,如 2.12 或者 2.13，除非特殊场景明确版本，或运行异常，否则建议选择2.12版本。

Kafka 服务器端的代码完全由 Scala 语言编写，后面 2.7.1 才是 Kafka 的版本号。由 3 个部分构成，即“大版本号 - 小版本号 - Patch 号“。

不论你用的是哪个版本，都请尽量保持服务器端版本和客户端版本一致，否则你将损失很多 Kafka 为你提供的性能优化收益。

还有就是在生产环境不要贸然升级到最新版本，新版本多多少少都存在一些小问题，至少要在测试环境确认没问题后再升级。

kafka安装

架构设计

机器名称	IP	服务器角色	备注
localhost	192.168.11.64	节点0	CentOS7 + kafka 2.7.1
localhost	192.168.11.67	节点1	CentOS7 + kafka 2.7.1
localhost	192.168.11.73	节点2	CentOS7 + kafka 2.7.1

kafka官方支持二进制安装。

组件安装操作步骤参考组件安装部署手册模板，根据不同组件的安装目标，部分操作可以省略。

本文将按照该参考步骤执行。

一、获取组件可执行程序库，包括主程序，此为组件的基本文件

1.官网下载 kafka安装包

创建目录 /usr/local/kafka，将源码包下载到该目录下，支持wget获取

2.安装依赖组件

kafka组件依赖 JDK 与 zookeeper请参考

zookeeper集群安装（CentOS7 + zookeeper 3.7.0）

3.解压安装

[root@localhost kafka]# tar -zxvf kafka_2.13-2.7.1.tgz 
[root@localhost kafka]# cd kafka_2.13-2.7.1
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# ll
总用量 40
drwxr-xr-x 3 root root  4096 4月   8 2021 bin
drwxr-xr-x 2 root root  4096 2月  14 17:31 config
drwxr-xr-x 2 root root  8192 2月  14 14:44 libs
-rw-r--r-- 1 root root 14535 4月   8 2021 LICENSE
drwxr-xr-x 2 root root   236 4月   8 2021 licenses
-rw-r--r-- 1 root root   953 4月   8 2021 NOTICE
drwxr-xr-x 2 root root    44 4月   8 2021 site-docs

二、安装系统服务

kafka默认没有安装系统服务，通过主程序运行。

kafka启动时需要指定配置文件，不建议安装系统服务

三、主程序加入到环境变量

1..将kafka目录添加到环境变量

[root@localhost bin]# vim /etc/profile
#kafka env
export KAFKA_HOME=/usr/local/kafka/kafka_2.13-2.7.1
export PATH=$PATH:$KAFKA_HOME/bin

[root@localhost bin]# source /etc/profile

四、配置文件

1.创建主配置文件

kafka主程序启动时，需要指定配置文件，默认配置文件路径为 /usr/local/kafka/kafka_2.13-2.7.1/config/server.properties

[root@localhost config]# vim server.properties
核心配置项有4个，如下

############################# Server Basics #############################
# broker id，3个节点此处分别设置为：broker.id=0,broker.id=1,broker.id=2
broker.id=0

############################# Socket Server Settings #############################
# 服务监听端口，即kafka服务对外提供服务的端口，格式为 listeners = listener_name://host_name:port
listeners=PLAINTEXT://192.168.11.64:8092

############################# Log Basics #############################
# 数据日志目录，默认为/tmp/kafka-logs，可能会被定时清除，设置专用目录
log.dirs=/data/kafka/logs

############################# Zookeeper #############################
# zookeeper地址及端口号
# 如果是集群，格式为：hostname1:port1,hostname2:port2,hostname3:port3
# 如果是带有根目录，格式为：hostname1:port1,hostname2:port2,hostname3:port3/root-path
zookeeper.connect=192.168.11.63:8181,192.168.11.66:8181,192.168.11.72:8181

# 如根目录为kafka：在末尾增加 /kafka，因为注册到ZooKeeper的除了kafka可能还有其他服务，增加根目录便于区分
# zookeeper.connect=192.168.11.63:8181,192.168.11.66:8181,192.168.11.72:8181/kafka

2.其他常用配置项请参考 kafka 配置文件参数详解

初始采用默认配置如下，根据项目需要调整

# Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
# contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
# this work for additional information regarding copyright ownership.
# The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
# (the "License"); you may not use this file except in compliance with
# the License.  You may obtain a copy of the License at
#
#    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.

# see kafka.server.KafkaConfig for additional details and defaults

############################# Server Basics #############################

# broker id，3个节点此处分别设置为：broker.id=0,broker.id=1,broker.id=2
broker.id=1

############################# Zookeeper #############################
# zookeeper地址及端口号
# 如果是集群，格式为：hostname1:port1,hostname2:port2,hostname3:port3
# 如果是带有根目录，格式为：hostname1:port1,hostname2:port2,hostname3:port3/root-path
# 不指定kafka根目录，则默认使用zk根目录/
zookeeper.connect=192.168.11.171:8181,192.168.11.173:8181,192.168.11.177:8181

# 指定目录为kafka：在末尾增加 /kafka，因为注册到ZooKeeper的除了kafka可能还有其他服务，增加根目录便于区分
# zookeeper.connect=192.168.11.63:8181,192.168.11.66:8181,192.168.11.72:8181/kafka

############################# Socket Server Settings #############################

# The address the socket server listens on. It will get the value returned from 
# java.net.InetAddress.getCanonicalHostName() if not configured.
# kafka真实监听的地址，内网地址，格式为 listeners = listener_name://host_name:port
# kafka对外开放的地址，会注册到zk，供集群、生产者、消费者使用，可以单独配置：advertised.listeners，如果未配置，则使用 listeners
# 以下listeners为新版本(>0.10)配置方式，老版本分为 host.name、port、advertised.host.name、advertised.port
listeners=PLAINTEXT://192.168.11.173:8092

# broker 处理消息的最大线程数，一般情况下不需要去修改
num.network.threads=3

# broker处理磁盘IO 的线程数 ，数值应该大于硬盘数
num.io.threads=8

# 套接字发送缓冲区大小
socket.send.buffer.bytes=102400

# socket接收缓冲区大小
socket.receive.buffer.bytes=102400

# socket请求的最大数值,防止server OOM，如果设置message.max.bytes，必然要小于socket.request.max.bytes
# 该参数会被topic创建时的指定参数覆盖
# 默认为 100 * 1024 * 1024
socket.request.max.bytes=104857600

############################# Log Basics #############################
# 数据日志目录，默认为/tmp/kafka-logs，可能会被定时清除，设置专用目录
log.dirs=/data/kafka/logs

# 每个topic的分区个数，若是在topic创建时候没有指定的话 会被topic创建时的指定参数覆盖
# 建议根据项目实际数据量、客户端负载并发量评估，避免分区过少造成负载无法扩展
num.partitions=9

# 自动创建的topic分区的副本个数，影响客户端负载均衡默认为1，如果broker宕机，则其上分区将失效，建议配置大于1，如3
# 特别注意，该配置不能大于集群内节点个数
default.replication.factor=3

############################# Internal Topic Settings  #############################
# kafka内部topic__consumer_offsets，影响消费者offset信息的高可用
# 开发和测试期间，可以设置为1，生产环境设置应该大于1，建议3
# 特别注意，offsets.topic.replication.factor不能大于集群内节点个数
offsets.topic.num.partitions=3
offsets.topic.replication.factor=3

############################# Log Retention Policy #############################
# segment文件保留的最长时间，默认保留7天（168小时）
log.retention.hours=24

# segment文件默认会被保留7天的时间，超时的话就会被清理，那么清理这件事情就需要有一些线程来做。
# 这里就是用来设置恢复和清理data下数据的线程数量
num.recovery.threads.per.data.dir=1

# 日志文件中每个segment的大小，默认为1G
log.segment.bytes=1073741824

# 日志文件中每个segment大小的检查周期
log.retention.check.interval.ms=300000

# zookeeper连接超时时间
zookeeper.connection.timeout.ms=18000

############################# Group Coordinator Settings #############################
# 指定rebalance延迟时间，单位毫秒，默认3s，即3000
# 当消费组加入消费者成员时，组协调器（GroupCoordinator）默认立即执行再平衡（rebalance），所以多个消费者同时加入消费者组时（如应用启动），组协调器将多次处理rebalance，造成性能浪费
# 开发和测试期间，可以设置为0，提高rebalance效率，但生产环境建议设置默认值3s，可以根据消费端应用启动时间评估合理的延迟时间
# 注意：该参数默认不超过rebalance超时时间
group.initial.rebalance.delay.ms=3000

# rebalance超时时间，单位毫秒，默认5分钟，即300000，超时后，服务端默认消费组为空（没有消费者），将重新发送数据
# 如果消费者应用启动时间超过该超时时间，则将收到重复数据
max.poll.interval.ms=300000

特别关注：

配置文件中相关副本数replication.factor，不能大于集群内节点个数，即不允许副本同时在一台节点上；
分区数partitions配置不受限制。

特别关注：配置文件中指定的所有路径，请在启动前确保已存在

特别关注：kafka各命令的帮助信息，可以执行 bin 目录下相应命令，不带任何参数，即可打印帮助信息

五、运行用户

默认使用root运行即可。

六、开机启动

请参考教程 Linux开机启动方案

七、服务启动运行

以主程序运行为例（已经将主目录添加环境变量）

1.启动

# -daemon 指定后台启动
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# ./bin/kafka-server-start.sh -daemon ./config/server.properties

2.启动日志可以查看

/usr/local/kafka/kafka_2.13-2.7.1/logs/kafkaServer.out 
/usr/local/kafka/kafka_2.13-2.7.1/logs/server.log

3.停止

[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# ./bin/kafka-server-stop.sh

4.验证集群信息

登录zookeeper，查看kafka节点信息

#连接zk节点
[root@localhost conf]# zkCli.sh -server 192.168.11.72:8181 　

#查看kafka节点，1,2,3即为3台kafka节点server.properties中配置的broker.id的值
[zk: 192.168.11.72:8181(CONNECTED) 0] ls /brokers/ids 
[0, 1, 2]

5.创建topic

#在11.64执行创建topic：testtopic，指定6个分区，每个分区有3个备份
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server 192.168.11.64:8092 --replication-factor 3 --partitions 6 --topic testtopic
Created topic testtopic.

#在11.67、11.73上查看topic，确认topic：testtopic有6个分区，每个分区有3个备份
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-topics.sh --describe --bootstrap-server 192.168.11.67:8092 --topic testtopic
Topic: testtopic    PartitionCount: 6    ReplicationFactor: 3    Configs: segment.bytes=1073741824
    Topic: testtopic    Partition: 0    Leader: 1    Replicas: 1,0,2    Isr: 1,0,2
    Topic: testtopic    Partition: 1    Leader: 0    Replicas: 0,2,1    Isr: 0,2,1
    Topic: testtopic    Partition: 2    Leader: 2    Replicas: 2,1,0    Isr: 2,1,0
    Topic: testtopic    Partition: 3    Leader: 1    Replicas: 1,2,0    Isr: 1,2,0
    Topic: testtopic    Partition: 4    Leader: 0    Replicas: 0,1,2    Isr: 0,1,2
    Topic: testtopic    Partition: 5    Leader: 2    Replicas: 2,0,1    Isr: 2,0,1

6.生产者发送消息

#在11.64上生产消息
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server 192.168.11.64:8092 --topic testtopic
>hello
>wolrd
>!
>^C

7.消费者消费消息

#在11.67、11.73上消费消息
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 192.168.11.64:8092 --topic testtopic --from-beginning
!
wolrd
hello

8.模拟集群节点故障

#模拟11.67节点故障宕机
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-server-stop.sh

#11.64继续生产消息
[root@localhost kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server 192.168.11.64:8092 --topic testtopic
>new message 1
>new message 2

#11.73正常消费消息
[root@server73 kafka_2.13-2.7.1]# bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 192.168.11.64:8092 --topic testtopic --from-beginning
!
wolrd
hello
new
new message 2
new message 1

特别关注：kafka的数据日志在配置文件中调整 log.retention 相关参数支持自动清理，但kafka的运行日志（默认在kafka安装目录下 logs），没有自动清理功能，需要人工维护，可以结合crontab定时清理，示例如下，保存最近7天运行日志

crontab -e
#定时清理日志
1 0 * * * find /usr/local/kafka/kafka_2.13-2.7.1/logs/ -mtime +7 | xargs rm -rf {}

更多日志管理，请参考 Linux日志管理经验总结（crontab+logrotate）

特别关注：系统默认启用了SELinux内核模块（安全子系统），所以在服务绑定/监听某些端口时，提示无访问权限，此时需要禁用SELinux，修改 /etc/selinux/config 文件，设置SELINUX=disabled

Can't start server: Bind on TCP/IP port: Permission denied

特别关注：selinux设置完成需要重启生效，如果当前不方便重启，可以执行 setenforce 0 临时关闭selinux，下次重启是配置再生效

特别关注：系统默认启用了防火墙，请在启动服务前关闭防火墙，或在防火墙中添加服务端口

附录：关于默认分区数与默认分区副本数

更多说明，请参考附录：Kafka的分区重分配

分区数影响客户端负载均衡，即最大支持分区数量的客户端负载
副本数影响数据高可用，即最大支持副本数的broker宕机，只要在存活broker中有足够的副本组成完整topic即可
分区数与副本数可以在配置文件 server.properties 中指定，也可以在创建topic脚本中指定
如果topic在使用之前没有创建，则会根据配置文件指定的属性自动创建topic
分区数支持在线命令调整，但只能扩展，不能减少，命令：kafka-topics.sh --alter
副本数不支持在线命令直接调整，但可以通过重新分区方案，大致流程如下

1.导出当前topic列表，保存为topics.json，文件格式通过执行 kafka-reassign-partitions.sh 查看帮助 --topics-to-move-json-file选项
bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server 192.168.11.63:8092 --list 

2.根据topic列表生成重新分区模板，将重新分区后的内容保存reassign.json
kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server 192.168.11.63:8092 --generate --topics-to-move-json-file topics.json --broker-list 0,1,2

3.修改各分区模板，调整各topic各分区副本，注意各分区副本列表replicas不能设置一致(id顺序)，否则所有分区leader将在同一台broker上，数据和流量不平均
{
    "version": 1,
    "partitions": [
        {
            "topic": "testtopic",
            "partition": 0,
            "replicas": [2,1,0],
            "log_dirs": ["any","any","any"]
        },
        {
            "topic": "testtopic",
            "partition": 1,
            "replicas": [1,2,0],
            "log_dirs": ["any","any","any"]
        },
        {
            "topic": "testtopic",
            "partition": 2,
            "replicas": [0,1,2],
            "log_dirs": ["any","any","any"]
        }
    ]
}
  
4.执行重新分区设置
kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server 192.168.11.63:8092 --reassignment-json-file reassign.json --execute

5.查看重新分区结果
kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server 192.168.11.63:8092 --reassignment-json-file reassign.json --verify
kafka-topics.sh --bootstrap-server 192.168.11.63:8092 --topic testtopic --describe

附录：参考资料

1.Kafka学习之路（一）Kafka的简介

2.【kafka学习笔记】Kafka的演进历史

posted on 2023-09-05 14:22 xiaoyaozhe 阅读(157) 评论(0) 编辑收藏举报