郑细元 發表於 2020-12-7 18:03:00

kubernetes部署kafka集群

<h1 id="一kafka介绍">一.kafka介绍</h1>
<p>kafka是一个分布式、多副本、多订阅者、分区的,基于zoopkeeper协调的分布式日志系统。其主要特点为:<br>
1.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级以上的数据也能保证常数时间的访问性能。<br>
2.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消息的传输。<br>
3.支持kafka server间的消息分区以及分布式消费,同时保证每个partition内的消息顺序和传输。<br>
4.同时支持离线数据处理和实时数据处理。</p>
<h1 id="二应用场景">二.应用场景</h1>
<p>1.日志收集<br>
2.数据推送<br>
3.作为大缓冲区使用<br>
4.服务中间件</p>
<h1 id="三应用架构">三.应用架构</h1>
<p><img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/1446128/202012/1446128-20201207154447923-413667049.png" alt="" loading="lazy"><br>
如上图所示,一个kafka集群包含若干个Producer(服务器日志、业务数据、Web前端产生的page view等),若干个Broker(kafka支持水平扩展,一般broker数量越多,集群的吞吐量越大),若干个consumer group,一个zookeeper集群(kafka通过zookeeper管理集群配置、选举leader、consumer group等发生变化时进行rebalance)。</p>
<h2 id="31-名词解释">3.1 名词解释</h2>
<ul>
<li>
<p>broker<br>
消息中间件处理节点(服务器),一个节点就是一个broker,一个kafka集群由一个或多个broker组成</p>
</li>
<li>
<p>Topic<br>
kafka对消息进行归类,发送到集群的每一条消息都要指定一个topic</p>
</li>
<li>
<p>Partition<br>
物理上的概念,每个topic包含一个或多个partition,一个partition对应一个文件夹,这个文件夹下存储partition的数据和索引文件,每个partition内部是有序的。</p>
</li>
<li>
<p>Producer<br>
生产者,负责发布消息到broker</p>
</li>
<li>
<p>Consumer<br>
消费者,从broker读取消息</p>
</li>
<li>
<p>ConsumerGroup<br>
每个consumer属于一个特定的consumer group,可为每个consumer指定group name,若不指定,则属于默认的group,一条消息可以发送到不同的consumer group,但一个consumer group中只能有一个consumer能消费这条消息。</p>
</li>
</ul>
<h1 id="四kubernetes集群部署kafka">四.kubernetes集群部署kafka</h1>
<h2 id="41-部署前准备">4.1 部署前准备</h2>
<ul>
<li>创建好的至少三个节点的kubernetes集群(这里我们使用的版本1.13.10)</li>
<li>创建好的存储类StorageClass(这里我们使用的是cephfs)</li>
</ul>
<h2 id="42-部署yaml文件">4.2 部署yaml文件</h2>
<p>1.部署zookeeper的yaml文件</p>
<pre><code># cat zookeeper.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-hs
namespace: kafka
labels:
    app: zk
spec:
ports:
- port: 2888
    name: server
- port: 3888
    name: leader-election
clusterIP: None
selector:
    app: zk
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: zk-cs
namespace: kafka
labels:
    app: zk
spec:
ports:
- port: 2181
    name: client
selector:
    app: zk
---
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
name: zk-pdb
namespace: kafka
spec:
selector:
    matchLabels:
      app: zk
maxUnavailable: 1
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: zk
namespace: kafka
spec:
selector:
    matchLabels:
      app: zk
serviceName: zk-hs
replicas: 3
updateStrategy:
    type: RollingUpdate
podManagementPolicy: Parallel
template:
    metadata:
      labels:
      app: zk
    spec:
      nodeSelector:
          travis.io/schedule-only: "kafka"
      tolerations:
      - key: "travis.io/schedule-only"
      operator: "Equal"
      value: "kafka"
      effect: "NoSchedule"
      - key: "travis.io/schedule-only"
      operator: "Equal"
      value: "kafka"
      effect: "NoExecute"
      tolerationSeconds: 3600
      - key: "travis.io/schedule-only"
      operator: "Equal"
      value: "kafka"
      effect: "PreferNoSchedule"
      affinity:
      podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            - labelSelector:
                matchExpressions:
                  - key: "app"
                  operator: In
                  values:
                  - zk
            topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
      containers:
      - name: kubernetes-zookeeper
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      image: fastop/zookeeper:3.4.10
      resources:
          requests:
            memory: "200Mi"
            cpu: "0.1"
      ports:
      - containerPort: 2181
          name: client
      - containerPort: 2888
          name: server
      - containerPort: 3888
          name: leader-election
      command:
      - sh
      - -c
      - "start-zookeeper \
          --servers=3 \
          --data_dir=/var/lib/zookeeper/data \
          --data_log_dir=/var/lib/zookeeper/data/log \
          --conf_dir=/opt/zookeeper/conf \
          --client_port=2181 \
          --election_port=3888 \
          --server_port=2888 \
          --tick_time=2000 \
          --init_limit=10 \
          --sync_limit=5 \
          --heap=512M \
          --max_client_cnxns=60 \
          --snap_retain_count=3 \
          --purge_interval=12 \
          --max_session_timeout=40000 \
          --min_session_timeout=4000 \
          --log_level=INFO"
      readinessProbe:
          exec:
            command:
            - sh
            - -c
            - "zookeeper-ready 2181"
          initialDelaySeconds: 10
          timeoutSeconds: 5
      livenessProbe:
          exec:
            command:
            - sh
            - -c
            - "zookeeper-ready 2181"
          initialDelaySeconds: 10
          timeoutSeconds: 5
      volumeMounts:
      - name: datadir
          mountPath: /var/lib/zookeeper
      # 这里我们需要将runAsuser和fsGroup用户调整为0,也就是管理员用户允许,否则会提示权限的报错
      securityContext:
      runAsUser: 0
      fsGroup: 0
volumeClaimTemplates:
- metadata:
      name: datadir
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteMany" ]
      storageClassName: cephfs
      resources:
      requests:
          storage: 20Gi
</code></pre>
<p>2.部署kafka的yaml文件</p>
<pre><code># cat kafka.yaml
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: kafka-svc
namespace: kafka
labels:
    app: kafka
spec:
ports:
- port: 9092
    name: server
clusterIP: None
selector:
    app: kafka
---
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
name: kafka-pdb
namespace: kafka
spec:
selector:
    matchLabels:
      app: kafka
minAvailable: 2
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: kafka
namespace: kafka
spec:
selector:
   matchLabels:
      app: kafka
serviceName: kafka-svc
replicas: 3
template:
    metadata:
      labels:
      app: kafka
    spec:
      nodeSelector:
          travis.io/schedule-only: "kafka"
      tolerations:
      - key: "travis.io/schedule-only"
      operator: "Equal"
      value: "kafka"
      effect: "NoSchedule"
      - key: "travis.io/schedule-only"
      operator: "Equal"
      value: "kafka"
      effect: "NoExecute"
      tolerationSeconds: 3600
      - key: "travis.io/schedule-only"
      operator: "Equal"
      value: "kafka"
      effect: "PreferNoSchedule"
      affinity:
      podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            - labelSelector:
                matchExpressions:
                  - key: "app"
                  operator: In
                  values:
                  - kafka
            topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
      podAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
             - weight: 1
               podAffinityTerm:
               labelSelector:
                  matchExpressions:
                      - key: "app"
                        operator: In
                        values:
                        - zk
               topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
      terminationGracePeriodSeconds: 300
      containers:
      - name: k8s-kafka
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      image: fastop/kafka:2.2.0
      resources:
          requests:
            memory: "600Mi"
            cpu: 500m
      ports:
      - containerPort: 9092
          name: server
      command:
      - sh
      - -c
      - "exec kafka-server-start.sh /opt/kafka/config/server.properties --override broker.id=${HOSTNAME##*-} \
          --override listeners=PLAINTEXT://:9092 \
          --override zookeeper.connect=zk-0.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181,zk-1.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181,zk-2.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181 \
          --override log.dir=/var/lib/kafka \
          --override auto.create.topics.enable=true \
          --override auto.leader.rebalance.enable=true \
          --override background.threads=10 \
          --override compression.type=producer \
          --override delete.topic.enable=false \
          --override leader.imbalance.check.interval.seconds=300 \
          --override leader.imbalance.per.broker.percentage=10 \
          --override log.flush.interval.messages=9223372036854775807 \
          --override log.flush.offset.checkpoint.interval.ms=60000 \
          --override log.flush.scheduler.interval.ms=9223372036854775807 \
          --override log.retention.bytes=-1 \
          --override log.retention.hours=168 \
          --override log.roll.hours=168 \
          --override log.roll.jitter.hours=0 \
          --override log.segment.bytes=1073741824 \
          --override log.segment.delete.delay.ms=60000 \
          --override message.max.bytes=1000012 \
          --override min.insync.replicas=1 \
          --override num.io.threads=8 \
          --override num.network.threads=3 \
          --override num.recovery.threads.per.data.dir=1 \
          --override num.replica.fetchers=1 \
          --override offset.metadata.max.bytes=4096 \
          --override offsets.commit.required.acks=-1 \
          --override offsets.commit.timeout.ms=5000 \
          --override offsets.load.buffer.size=5242880 \
          --override offsets.retention.check.interval.ms=600000 \
          --override offsets.retention.minutes=1440 \
          --override offsets.topic.compression.codec=0 \
          --override offsets.topic.num.partitions=50 \
          --override offsets.topic.replication.factor=3 \
          --override offsets.topic.segment.bytes=104857600 \
          --override queued.max.requests=500 \
          --override quota.consumer.default=9223372036854775807 \
          --override quota.producer.default=9223372036854775807 \
          --override replica.fetch.min.bytes=1 \
          --override replica.fetch.wait.max.ms=500 \
          --override replica.high.watermark.checkpoint.interval.ms=5000 \
          --override replica.lag.time.max.ms=10000 \
          --override replica.socket.receive.buffer.bytes=65536 \
          --override replica.socket.timeout.ms=30000 \
          --override request.timeout.ms=30000 \
          --override socket.receive.buffer.bytes=102400 \
          --override socket.request.max.bytes=104857600 \
          --override socket.send.buffer.bytes=102400 \
          --override unclean.leader.election.enable=true \
          --override zookeeper.session.timeout.ms=6000 \
          --override zookeeper.set.acl=false \
          --override broker.id.generation.enable=true \
          --override connections.max.idle.ms=600000 \
          --override controlled.shutdown.enable=true \
          --override controlled.shutdown.max.retries=3 \
          --override controlled.shutdown.retry.backoff.ms=5000 \
          --override controller.socket.timeout.ms=30000 \
          --override default.replication.factor=1 \
          --override fetch.purgatory.purge.interval.requests=1000 \
          --override group.max.session.timeout.ms=300000 \
          --override group.min.session.timeout.ms=6000 \
          --override inter.broker.protocol.version=2.2.0 \
          --override log.cleaner.backoff.ms=15000 \
          --override log.cleaner.dedupe.buffer.size=134217728 \
          --override log.cleaner.delete.retention.ms=86400000 \
          --override log.cleaner.enable=true \
          --override log.cleaner.io.buffer.load.factor=0.9 \
          --override log.cleaner.io.buffer.size=524288 \
          --override log.cleaner.io.max.bytes.per.second=1.7976931348623157E308 \
          --override log.cleaner.min.cleanable.ratio=0.5 \
          --override log.cleaner.min.compaction.lag.ms=0 \
          --override log.cleaner.threads=1 \
          --override log.cleanup.policy=delete \
          --override log.index.interval.bytes=4096 \
          --override log.index.size.max.bytes=10485760 \
          --override log.message.timestamp.difference.max.ms=9223372036854775807 \
          --override log.message.timestamp.type=CreateTime \
          --override log.preallocate=false \
          --override log.retention.check.interval.ms=300000 \
          --override max.connections.per.ip=2147483647 \
          --override num.partitions=4 \
          --override producer.purgatory.purge.interval.requests=1000 \
          --override replica.fetch.backoff.ms=1000 \
          --override replica.fetch.max.bytes=1048576 \
          --override replica.fetch.response.max.bytes=10485760 \
          --override reserved.broker.max.id=1000 "
      env:
      - name: KAFKA_HEAP_OPTS
          value : "-Xmx512M -Xms512M"
      - name: KAFKA_OPTS
          value: "-Dlogging.level=INFO"
      volumeMounts:
      - name: datadir
          mountPath: /var/lib/kafka
      readinessProbe:
          tcpSocket:
            port: 9092
          timeoutSeconds: 1
          initialDelaySeconds: 5
      securityContext:
      runAsUser: 1000
      fsGroup: 1000
volumeClaimTemplates:
- metadata:
      name: datadir
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteMany" ]
      storageClassName: cephfs
      resources:
      requests:
          storage:20Gi
</code></pre>
<h2 id="43-部署">4.3 部署</h2>
<p>这里zookeeper和kafka都是有状态的服务,不能使用deployment和rc这种控制器来部署,这里我们使用statefulset来部署zookeeper和kafka服务。</p>
<h3 id="431-给节点打标签">4.3.1 给节点打标签</h3>
<p>这里我们想在哪几台机器上来运行kafka,需要对节点进行打标签。</p>
<pre><code>kubectl label node travis.io/schedule-only=kafka
</code></pre>
<p>当然,如果我们如果<strong>不想</strong>在哪些节点运行kafka,可以通过配置污点来进行。</p>
<pre><code>kubectl taint node travis.io/schedule-only=kafka:NoSchedule
</code></pre>
<h3 id="432-创建命名空间">4.3.2 创建命名空间</h3>
<pre><code># kubectl create ns kafka
</code></pre>
<h3 id="433-创建zookeeper服务">4.3.3 创建zookeeper服务</h3>
<pre><code># 创建zookeeper服务
# kubectl apply -f zookeeper.yaml
# 查看zookeeper服务运行状态
# kubectl get pod -n kafka
NAME      READY   STATUS      RESTARTS   AGE
zk-0      1/1   Running       0          7m8s
zk-1      1/1   Running       0          7m8s
zk-2      1/1   Running       0          7m8s
</code></pre>
<h3 id="434-创建kafka服务">4.3.4 创建kafka服务</h3>
<pre><code># kubectl apply -f kafka.yaml
# kubectl get pod -n kafka
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kafka-0   1/1   Running   0          11m
kafka-1   1/1   Running   0          11m
kafka-2   1/1   Running   0          10m
zk-0      1/1   Running   0          6m44s
zk-1      1/1   Running   0          6m44s
zk-2      1/1   Running   0          6m44s
</code></pre>
<h3 id="435-测试">4.3.5 测试</h3>
<pre><code>测试zookeeper:
kubectl exec -it zk-0 -n kafka -- zkServer.sh status
kubectl exec -it zk-0 -n kafka -- zkCli.sh create /hello world
kubectl delete -f zookeeper.yaml
kubectl apply -f zookeeper.yaml
kubectl exec -it zk-0 -n kafka -- zkCli.sh get /hello
测试kafka:
kubectl exec -it kafka-0 -n kafka -- bash
&gt;kafka-topics.sh --create \
--topic test \
--zookeeper zk-0.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181,zk-1.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181,zk-2.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181 \
--partitions 3 \
--replication-factor 2
kafka-topics.sh --list --zookeeper zk-0.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181,zk-1.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181,zk-2.zk-hs.kafka.svc.cluster.local:2181
kafka-console-consumer.sh --topic test --bootstrap-server localhost:9092
# 另起一个窗口,进入kafka-1容器
kubectl exec -it kafka-1 -n kafka -- bash
&gt;kafka-console-producer.sh --topic test --broker-list localhost:9092
随便输入内容,观察kafka-0启动的kafka-console-consumer.sh的输出。
</code></pre>
<ul>
<li>参考链接:<br>
https://github.com/cuishuaigit/k8s-kafka</li>
</ul><br><br>
来源:https://www.cnblogs.com/yuhaohao/p/14098523.html
頁: [1]
查看完整版本: kubernetes部署kafka集群