zookeeper(一):背景、安装、配置、客户端常见命令
iwantyou    发表于:2020-03-04 15:13:51
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整理来自:zookeeperDesign

zookeeper概要

Zookeeper是一个分布式数据一致性的解决方案,分布式应用可以基于它实现诸如数据发布/订阅,负载均衡,命名服务,分布式协调/通知,集群管理,Master选举, 分布式锁和分布式队列等功能。Zookeeper致力于提供一个高性能、高可用、且具有严格的顺序访问控制能力的分布式协调系统

ZooKeeper是用于分布式应用程序的协调服务。它公开了一组简单的API, 分布式应用程序可以基于这些API用于同步,节点状态、配置等信息、服务注册等信息。其由JAVA编写,支持JAVA 和C两种语言的客户端。

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zookeeper产生背景

随着互联网时代的发展项目已经从单点项目到现在的分布式项目,部署在多个服务器上随着而来产生多个节点之间的协同问题

  1. 各个项目之间的RPC调用如何进行服务发现

  2. 如何保证任务在那个节点执行

  3. 如何保证并发请求的幂等

  4. 如何保证容错...

这些问题可以统一归纳为多节点协调问题,如果靠节点自身进行协调这是非常不可靠的,性能上也不可取。 必须由一个独立的服务做协调工作,它必须可靠,而且保证性能。

zookeeper的作用

  • 数据发布与订阅(配置中心)

  • 负载均衡

  • 命名服务(Naming Service)

  • 分布式通知/协调

  • 集群管理与Master选举

  • 分布式锁

  • 分布式队列 ... 在分布式项目中作用巨大

znode 节点

zookeeper 中数据基本单元叫节点,节点之下可包含子节点,最后以树级方式程现。每个节点拥有唯一的路径path。客户端基于PATH上传节点数据,zookeeper 收到后会实时通知对该路径进行监听的客户端

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zookeeper 基于JAVA开发,下载后只要有对应JVM环境即可运行。其默认的端口号是2181运行前得保证其不冲突

版本说明

2019年5月20日发行的3.5.5是3.5分支的第一个稳定版本。此版本被认为是3.4稳定分支的后续版本,可以用于生产。基于3.4它包含以下新功能

  • 动态重新配置

  • 本地会议

  • 新节点类型:容器,TTL

  • 原子广播协议的SSL支持

  • 删除观察者的能力

  • 多线程提交处理器

  • 升级到Netty 4.1

  • Maven构建

另请注意:建议的最低JDK版本为1.8 文件说明:

  • apache-zookeeper-xxx-tar.gz 代表源代码

  • apache-zookeeper-xxx-bin.tar.gz 运行版本

下载地址:https://zookeeper.apache.org/releases.html#download 具体部署流程:

#下载
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/zookeeper/current/apache-zookeeper-3.5.5-bin.tar.gz
#解压
tar -zxvf apache-zookeeper-3.5.5-bin.tar.gz
#拷贝默认配置
cd  {zookeeper_home}/conf 
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
#启动
 {zookeeper_home}/bin/zkServer.sh

 ./bin/zkServer.sh start

常规配置文件说明

# zookeeper时间配置中的基本单位 (毫秒)
tickTime=2000
# 允许follower初始化连接到leader最大时长,它表示tickTime时间倍数 即:initLimit*tickTime
initLimit=10
# 允许follower与leader数据同步最大时长,它表示tickTime时间倍数 
syncLimit=5
#zookeper 数据存储目录
dataDir=/tmp/zookeeper
#对客户端提供的端口号
clientPort=2181
#单个客户端与zookeeper最大并发连接数
maxClientCnxns=60
# 保存的数据快照数量,之外的将会被清除
autopurge.snapRetainCount=3
#自动触发清除任务时间间隔,小时为单位。默认为0,表示不自动清除。
autopurge.purgeInterval=1

客户端命令

基本命令列表

 1.close
 关闭当前会话
 2.connect host:port 
 重新连接指定Zookeeper服务
 create [-s] [-e] [-c] [-t ttl] path [data] [acl]
 3.创建节点
 delete [-v version] path
 删除节点,(不能存在子节点)
 4.deleteall path
 删除路径及所有子节点
 5.setquota -n|-b val path
设置节点限额 -n 子节点数 -b 字节数
 6.listquota path
查看节点限额
 7.delquota [-n|-b] path
 删除节点限额
 8.get [-s] [-w] path
 查看节点数据 -s 包含节点状态 -w 添加监听 
 getAcl [-s] path
 9.ls [-s] [-w] [-R] path
 列出子节点 -s状态 -R 递归查看所有子节点 -w 添加监听
 10.printwatches on|off**
 是否打印监听事件
 11.quit 
 退出客户端
 12.history 
 查看执行的历史记录
 13.redo cmdno
 重复 执行命令,history 中命令编号确定
 14.removewatches path [-c|-d|-a] [-l]
 删除指定监听
 15.set [-s] [-v version] path data
 设置值
 16.setAcl [-s] [-v version] [-R] path acl
 为节点设置ACL权限
 17.stat [-w] path
 查看节点状态 -w 添加监听
 18.sync path
  强制同步节点

node数据的增删改查

# 列出子节点 
ls /
#创建节点
create /qiurunze "qiurunze is good man"
# 查看节点
get /qiurunze
# 创建子节点 
create /qiurunze/sex "man"
# 删除节点
delete /qiurunze/sex
# 删除所有节点 包括子节点
deleteall /qiurunze

Zookeeper节点介绍

zookeeper 中节点叫znode存储结构上跟文件系统类似,以树级结构进行存储。不同之外在于znode没有目录的概念,不能执行类似cd之类的命令。znode结构包含如下:

  1. path:唯一路径

  2. childNode:子节点

  3. stat:状态属性

  4. type:节点类型

节点类型

类型描述
ERSISTENT持久节点
PERSISTENT_SEQUENTIAL持久序号节点
EPHEMERAL临时节点(不可在拥有子节点)
EPHEMERAL_SEQUENTIAL临时序号节点(不可在拥有子节点)
  • PERSISTENT(持久节点)

持久化保存的节点,也是默认创建的

#默认创建的就是持久节点
create /test
  • PERSISTENT_SEQUENTIAL(持久序号节点)

创建时zookeeper 会在路径上加上序号作为后缀,。非常适合用于分布式锁、分布式选举等场景。创建时添加 -s 参数即可。

#创建序号节点
create -s /test
#返回创建的实际路径
Created /test0000000001
create -s /test
#返回创建的实际路径2
Created /test0000000002
  • EPHEMERAL(临时节点)

临时节点会在客户端会话断开后自动删除。适用于心跳,服务发现等场景。创建时添加参数-e 即可。

#创建临时节点, 断开会话 在连接将会自动删除
create -e /temp
  • PHEMERAL_SEQUENTIAL(临时序号节点)

与持久序号节点类似,不同之处在于EPHEMERAL_SEQUENTIAL是临时的会在会话断开后删除。创建时添加 -e -s

create -e -s /temp/seq

节点属性

# 查看节点属性
stat /qiurunze

其属性说明如下表:

#创建节点的事物ID
cZxid = 0x385
#创建时间
ctime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019
#修改节点的事物ID
mZxid = 0x385
#最后修改时间
mtime = Tue Sep 24 17:26:28 CST 2019
# 子节点变更的事物ID
pZxid = 0x385
#这表示对此znode的子节点进行的更改次数(不包括子节点)
cversion = 0
# 数据版本,变更次数
dataVersion = 0
#权限版本,变更次数
aclVersion = 0
#临时节点所属会话ID
ephemeralOwner = 0x0
#数据长度
dataLength = 17
#子节点数(不包括子子节点)
numChildren = 0

节点的监听

客户添加 -w 参数可实时监听节点与子节点的变化,并且实时收到通知。非常适用保障分布式情况下的数据一至性。其使用方式如下:

命令描述
ls -w path监听子节点的变化(增,删)
get -w path监听节点数据的变化
stat -w path监听节点属性的变化
printwatches on|off触发监听后,是否打印监听事件(默认on)

acl权限设置

ACL全称为Access Control List(访问控制列表),用于控制资源的访问权限。ZooKeeper使用ACL来控制对其znode的防问。基于schemeidpermission的方式进行权限控制。scheme表示授权模式、id模式对应值、permission即具体的增删改权限位。

scheme:认证模型

方案描述
world开放模式,world表示全世界都可以访问(这是默认设置)
ipip模式,限定客户端IP防问
auth用户密码认证模式,只有在会话中添加了认证才可以防问
digest与auth类似,区别在于auth用明文密码,而digest 用sha-1+base64加密后的密码。在实际使用中digest 更常见。

permission权限位

权限位权限描述
c CREATE可以创建子节点
d DELETE可以删除子节点(仅下一级节点)
r READ可以读取节点数据及显示子节点列表
w WRITE可以设置节点数据
a ADMIN可以设置节点访问控制列表权限

acl 相关命令

命令使用方式描述
getAclgetAcl读取ACL权限
setAclsetAcl设置ACL权限
addauthaddauth添加认证用户

world权限****示例 语法: setAcl world:anyone:<权限位> 注:world模式中anyone是唯一的值,表示所有人

查看默认节点权限:

#创建一个节点
create -e /testAcl
#查看节点权限
getAcl /testAcl
#返回的默认权限表示 ,所有人拥有所有权限。
'world,'anyone: cdrwa

修改默认权限为 读写

#设置为rw权限 
setAcl /testAcl world:anyone:rw
# 可以正常读
get /testAcl
# 无法正常创建子节点
create -e /testAcl/t "hi"
# 返回没有权限的异常
Authentication is not valid : /testAcl/t

IP权限示例: 语法: setAcl ip:<ip地址|地址段>:<权限位>

auth模式示例: 语法:

  1. setAcl auth:<用户名>:<密码>:<权限位>

  2. addauth digest <用户名>:<密码>

digest 权限示例: 语法:

  1. setAcl digest :<用户名>:<密钥>:<权限位>

  2. addauth digest <用户名>:<密码>

注1:密钥 通过sha1与base64组合加密码生成,可通过以下命令生成

echo -n <用户名>:<密码> | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64

注2:为节点设置digest 权限后,访问前必须执行addauth,当前会话才可以防问。

  • 设置digest 权限

#先 sha1 加密,然后base64加密
echo -n qiurunze:123456 | openssl dgst -binary -sha1 | openssl base64
#返回密钥
2Rz3ZtRZEs5RILjmwuXW/wT13Tk=
#设置digest权限
setAcl /qiurunze digest:qiurunze:2Rz3ZtRZEs5RILjmwuXW/wT13Tk=:cdrw

查看节点将显示没有权限

#查看节点
get /qiurunze
#显示没有权限访问
org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /qiurunze

给当前会话添加认证后在次查看

#给当前会话添加权限帐户
addauth digest qiurunze:123456
#在次查看
get /qiurunze
#获得返回结果
qiurunze is good man

ACL的特殊说明: 权限仅对当前节点有效,不会让子节点继承。如限制了IP防问A节点,但不妨碍该IP防问A的子节点 /A/B。

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