【实战】kafka3.X kraft模式集群搭建

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前言

相信很多同学都用过Kafka2.0吧，其中需要zookepper集群来做元数据管理和集群选举，大大增加了运维成本，而且也很是影响Kafka性能。言归正传今天我们就分享一期Kafka3.x Kraft模式集群搭建，简直不要太爽。

kafka2.0与3.x对比

上图中黑色代表broker（消息代理服务），褐色/蓝色代表Controller(集群控制器服务)

左图（kafka2.0）：一个集群所有节点都是broker角色，kafka从三个broker中选举出来一个Controller控制器，控制器将集群元数据信息（比如主题分类、消费进度等）保存到zookeeper，用于集群各节点之间分布式交互。

右图（kafka3.0）：假设一个集群有四个broker，指定三个作为Conreoller角色(蓝色)，从三个Controller中选举出来一个Controller作为主控制器（褐色），其他的2个备用。zookeeper不再被需要！相关的元数据信息以kafka日志的形式存在（即：以消息队列消息的形式存在）。
controller通信端口：9093, 作用与zk的2181端口类似 。

这样做的好处有以下几个：

1. Kafka 不再依赖外部框架，而是能够独立运行；
2. controller 管理集群时，不再需要从 zookeeper 中先读取数据，集群性能上升；
3. 由于不依赖 zookeeper，集群扩展时不再受到 zookeeper 读写能力限制；

在搭建kafka3.0集群之前, 我们需要先做好kafka实例角色规划。(三个broker, 需要通过主动配置指定三个作为Controller, Controller需要奇数个, 这一点和zk是一样的)
主机名称ip角色node.idsenfel-test192.168.112.10broker,controller1senfel-test2192.168.112.130broker,controller2senfel-test3192.168.112.129broker,controller3

准备工作

JDK安装

kafka3.x不再支持JDK8，依然可用，建议安装JDK11或JDK17。
新建kafka持久化日志数据mkdir -p /data/kafka;并保证安装kafka的用户具有该目录的读写权限。
各个机器节点执行：

安装jdk(kafka3.x不再支持JDK8，目前暂时还可以用，建议安装JDK11或JDK17, 这里安装jdk11)
下载安装jdk省略

kafka安装

下载kafka

cd /
mkdir tools
cd tools
wget https://downloads.apache.org/kafka/3.5.2/kafka_2.12-3.5.2.tgz
tar -xf kafka_2.12-3.5.2.tgz
chown -R kafka:kafka kafka_2.12-3.5.2*
mkdir -p /data/kafka
chown -R kafka:kafka /data/kafka

服务器增加hosts

vim /etc/hosts，各个节点，添加如下内容：
192.168.112.10 data-vm1
192.168.112.130 data-vm2
192.168.112.129 data-vm3

修改Kraft协议配置文件

在kafka3.x版本中，使用Kraft协议代替zookeeper进行集群的Controller选举，所以要针对它进行配置。
vim /tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties

具体配置参数如下：

# data-vm1节点node.id=1process.roles=broker,controller
listeners=PLAINTEXT://data-vm1:9092,CONTROLLER://data-vm1:9093
advertised.listeners=PLAINTEXT://:9092
controller.quorum.voters=1@data-vm1:9093,2@data-vm2:9093,3@data-vm3:9093
log.dirs=/data/kafka/
num.partitions=3offsets.topic.replication.factor=3transaction.state.log.replication.factor=3transaction.state.log.min.isr=3

# data-vm2节点node.id=2process.roles=broker,controller
listeners=PLAINTEXT://data-vm2:9092,CONTROLLER://data-vm2:9093
advertised.listeners=PLAINTEXT://:9092
controller.quorum.voters=1@data-vm1:9093,2@data-vm2:9093,3@data-vm3:9093
log.dirs=/data/kafka/
num.partitions=3offsets.topic.replication.factor=3transaction.state.log.replication.factor=3transaction.state.log.min.isr=3

# data-vm3节点node.id=3process.roles=broker,controller
listeners=PLAINTEXT://data-vm3:9092,CONTROLLER://data-vm3:9093
advertised.listeners=PLAINTEXT://:9092
controller.quorum.voters=1@data-vm1:9093,2@data-vm2:9093,3@data-vm3:9093
log.dirs=/data/kafka/
num.partitions=3offsets.topic.replication.factor=3transaction.state.log.replication.factor=3transaction.state.log.min.isr=3

node.id：这将作为集群中的节点 ID,唯一标识，按照我们事先规划好的（上文），在不同的服务器上这个值不同。其实就是kafka2.0中的broker.id,只是在3.0版本中kafka实例不再只担任broker角色，也有可能是controller角色，所以改名叫做node节点。
process.roles：一个节点可以充当broker或controller或两者兼而有之。按照我们事先规划好的（上文），在不同的服务器上这个值不同。多个角色用逗号分开。
listeners: broker将使用9092端口，而kraft controller控制器将使用9093端口。
advertised.listeners: 这里指定kafka通过代理暴漏的地址，如果都是局域网使用，就配置PLAINTEXT://:9092即可。
controller.quorum.voters：这个配置用于指定controller主控选举的投票节点，所有process.roles包含controller角色的规划节点都要参与，即：zimug1、zimug2、zimug3。其配置格式为:node.id1@host1:9093,node.id2@host2:9093
log.dirs：kafka 将存储数据的日志目录，在准备工作中创建好的目录。
num_partitions: 分区，一般根据broker数量进行确定
offset.topic.replication.factor: 副本数，一般根据broker数量进行确定

所有kafka节点都要按照上文中的节点规划进行配置，完成config/kraft/server.properties配置文件的修改。

格式化存储目录

生成一个唯一的集群ID（在一台kafka服务器上执行一次即可），这一个步骤是在安装kafka2.0版本的时候不存在的。

sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-storage.sh random-uuid
MsBU_ZELT2G0E0oPFX6Gxw

使用生成的集群ID+配置文件格式化存储目录log.dirs,
所以这一步确认配置及路径确实存在，
并且kafka用户有访问权限（检查准备工作是否做对）
主机服务器执行命令:
sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-storage.sh format
-t MsBU_ZELT2G0E0oPFX6Gxw
-c /tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties

格式化操作完成之后，log.dirs​目录下多出一个Meta.properties文件​，存储了当前的kafka节点的id(node.id)，当前节点属于哪个集群(cluster.id)
[root@senfel-test tools]# cd /data/kafka/
[root@senfel-test kafka]# ll
总用量 8
-rw-r–r–. 1 root root 249 6月 4 15:46 bootstrap.checkpoint
-rw-r–r–. 1 root root 86 6月 4 15:46 meta.properties
[root@senfel-test kafka]# cat meta.properties

#Tue Jun 04 15:46:15 CST 2024
cluster.id=MsBU_ZELT2G0E0oPFX6Gxw
version=1
node.id=1
[root@senfel-test kafka]#

senfel-test2：
sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-storage.sh format
-t MsBU_ZELT2G0E0oPFX6Gxw
-c /tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties
[root@senfel-test2 tools]# cd /data/kafka/
[root@senfel-test2 kafka]# ll
总用量 8
-rw-r–r–. 1 root root 249 6月 4 15:49 bootstrap.checkpoint
-rw-r–r–. 1 root root 86 6月 4 15:49 meta.properties
[root@senfel-test2 kafka]# cat meta.properties

#Tue Jun 04 15:49:55 CST 2024
cluster.id=N2TANgN1TDyZLAbpN36IxA
version=1
node.id=2
[root@senfel-test2 kafka]#

senfel-test3
sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-storage.sh format
-t MsBU_ZELT2G0E0oPFX6Gxw
-c /tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties
[root@senfel-test3 /]# cd /data/kafka/
[root@senfel-test3 kafka]# ll
总用量 8
-rw-r–r–. 1 root root 249 6月 4 15:52 bootstrap.checkpoint
-rw-r–r–. 1 root root 86 6月 4 15:52 meta.properties
[root@senfel-test3 kafka]# cat meta.properties

#Tue Jun 04 15:52:11 CST 2024
cluster.id=KI0RD9FcQnaXNXeq49Gjuw
version=1
node.id=3
[root@senfel-test3 kafka]#

启动集群

有防火墙记得放行：
[root@senfel-test bin]# vim /etc/sysconfig/iptables

-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 9092 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 9093 -j ACCEPT

[root@senfel-test bin]# systemctl restart iptables

启动命令：
/tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-server-start.sh
/tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties

后台运行:
nohup /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-server-start.sh
/tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties 2>&1 &

脚本：
vim kafka-start.sh

#!/bin/bashkafkaServers='data-vm1 data-vm2 data-vm3'#启动所有的kafkaforkafkain$kafkaServersdossh-T$kafka<<EOF
    nohup /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-server-start.sh /tools/kafka_2.12-3.5.2/config/kraft/server.properties 1>/dev/null 2>&1 &
EOFecho 从节点 $kafka 启动kafka3.0...[done]sleep5done

chmod +x kafka-start.sh
sh kafka-start.sh

停止集群

一键停止kafka集群各节点的脚本，与启动脚本的使用方式及原理是一样的。
停止命令：
sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-server-stop.sh

执行脚本：

#!/bin/bashkafkaServers='data-vm1 data-vm2 data-vm3'#停止所有的kafkaforkafkain$kafkaServersdossh-T$kafka<<EOF
    cd /tools/kafka_2.12-3.5.2
    bin/kafka-server-stop.sh
EOFecho 从节点 $kafka 停止kafka...[done]sleep5done

测试Kafka集群

创建topic

[root@senfel-test2 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-topics.sh
–create
–topic senfel-test-topic
–bootstrap-server data-vm1:9092

Created topic senfel-test-topic.

查看topic列表

[root@senfel-test2 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-topics.sh
–list
–bootstrap-server data-vm1:9092

senfel-test-topic
[root@senfel-test2 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server data-vm2:9092
senfel-test-topic
[root@senfel-test2 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server data-vm3:9092
senfel-test-topic
[root@senfel-test2 logs]#

查看消息详情

[root@senfel-test2 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-topics.sh
–describe
–topic senfel-test-topic
–bootstrap-server data-vm1:9092

Topic: senfel-test-topic TopicId: h2Cz-yq2RYeMY3ylHuk3iw PartitionCount: 3 ReplicationFactor: 1 Configs: segment.bytes=1073741824
Topic: senfel-test-topic Partition: 0 Leader: 1 Replicas: 1 Isr: 1
Topic: senfel-test-topic Partition: 1 Leader: 2 Replicas: 2 Isr: 2
Topic: senfel-test-topic Partition: 2 Leader: 3 Replicas: 3 Isr: 3

生产消息

[root@senfel-test2 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-console-producer.sh
–topic senfel-test-topic
–bootstrap-server data-vm1:9092

消费消息

[root@senfel-test3 logs]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-console-consumer.sh
–topic senfel-test-topic
–from-beginning
–bootstrap-server data-vm2:9092
–group my-group

查看消费者组

#检查消费者postition
[root@senfel-test kafka]# sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-consumer-groups.sh
–bootstrap-server data-vm2:9092
–describe
–all-groups

sudo /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-consumer-groups.sh
–bootstrap-server data-vm2:9092
–describe
–group my-group-new

GROUP TOPIC PARTITION CURRENT-OFFSET LOG-END-OFFSET LAG CONSUMER-ID HOST CLIENT-ID
my-group senfel-test-topic 0 2 2 0 console-consumer-490ae3b3-e944-49be-a6e7-c4bae3696a0f /192.168.112.129 console-consumer
my-group senfel-test-topic 1 4 4 0 console-consumer-490ae3b3-e944-49be-a6e7-c4bae3696a0f /192.168.112.129 console-consumer
my-group senfel-test-topic 2 0 0 0 console-consumer-490ae3b3-e944-49be-a6e7-c4bae3696a0f /192.168.112.129 console-consumer
[root@senfel-test kafka]#

查看消费者组列表

[root@senfel-test kafka]# /tools/kafka_2.12-3.5.2/bin/kafka-consumer-groups.sh
–bootstrap-server data-vm1:9092
–list

my-group