kafka3.X集群安装(不使用zookeeper)

参考: 【kafka专栏】不用zookeeper怎么安装kafka集群-最新kafka3.0版本

一、kafka集群实例角色规划

在本专栏的之前的一篇文章《kafka3种zk的替代方案》已经为大家介绍过在kafka3.0种已经可以将zookeeper去掉。

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 。

在搭建kafka3.0集群之前, 我们需要先做好kafka实例角色规划。(四个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.id
kafka-vm1	192.168.1.111	broker,controller	1
kafka-vm2	192.168.1.112	broker,controller	2
kafka-vm3	192.168.1.113	broker,controller	3
kafka-vm4	192.168.1.114	broker	4

二、准备工作

• kafka3.x不再支持JDK8，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，建议安装JDK11或JDK17, 这里安装jdk11)
# 下载安装jdk11, 参考: https://blog.csdn.net/justlpf/article/details/127268046
 
# 下载kafka
adduser kafka
cd /opt
wget https://downloads.apache.org/kafka/3.3.1/kafka_2.12-3.3.1.tgz
tar -xf kafka_2.12-3.3.1.tgz
 
chown -R kafka:kafka kafka_2.12-3.3.1*
 
mkdir -p /data/kafka
chown -R kafka:kafka /data/kafka

vi /etc/hosts，各个节点，添加如下内容：

192.168.1.111 data-vm1
192.168.1.112 data-vm2
192.168.1.113 data-vm3
192.168.1.114 data-vm4

三、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。

vi /opt/kafka_2.12-3.3.1/config/kraft/server.properties

具体配置参数如下：

# data-vm1节点
node.id=1
process.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/
 
# data-vm2节点
node.id=2
process.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/
 
# data-vm3节点
node.id=3
process.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/

• 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。

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。

四、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。

$ /opt/kafka_2.12-3.3.1/bin/kafka-storage.sh random-uuid
SzIhECn-QbCLzIuNxk1A2A

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）。

每一台主机服务器都要执行命令:

/opt/kafka_2.12-3.3.1/bin/kafka-storage.sh format \
-t SzIhECn-QbCLzIuNxk1A2A \
-c /opt/kafka_2.12-3.3.1/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@data-vm2 ~]# ll /data/kafka/
总用量 8
-rw-r--r--. 1 root root 249 10月 11 18:23 bootstrap.checkpoint
-rw-r--r--. 1 root root  86 10月 11 18:23 meta.properties
 
$ cat /data/kafka/meta.properties
#
#Tue Apr 12 07:39:07 CST 2022
node.id=1
version=1
cluster.id=SzIhECn-QbCLzIuNxk1A2A

五、 启动集群，完成基础测试

zimug1 zimug2 zimug3是三台应用服务器的主机名称(参考上文中的角色规划)，实现方式已经在本专栏《linux主机与ip解析》中进行了说明。将下面的命令集合保存为一个shell脚本，并赋予执行权限。执行该脚本即可启动kafka集群所有的节点，前提是：你已经按照本专栏的《集群各节点之间的ssh免密登录》安装方式做了集群各节点之间的ssh免密登录。

启动命令：

bin/kafka-server-start.sh \
/opt/kafka_2.12-3.3.1/config/kraft/server.properties
 
# 后台运行
nohup bin/kafka-server-start.sh \
/opt/kafka_2.12-3.3.1/config/kraft/server.properties 2>&1 &

脚本： 

#!/bin/bash
kafkaServers='data-vm1 data-vm2 data-vm3'
#启动所有的kafka
for kafka in $kafkaServers
do
ssh -T $kafka <<EOF
    nohup /opt/kafka_2.12-3.3.1/bin/kafka-server-start.sh /opt/kafka_2.12-3.3.1/config/kraft/server.properties 1>/dev/null 2>&1 &
EOF
echo 从节点 $kafka 启动kafka3.0...[ done ]
sleep 5
done

六、一键停止集群脚本

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：

/opt/kafka_2.12-3.3.1/bin/kafka-server-stop.sh

执行脚本：

#!/bin/bash
kafkaServers='data-vm1 data-vm2 data-vm3'
#停止所有的kafka
for kafka in $kafkaServers
do
ssh -T $kafka <<EOF
    cd /opt/kafka_2.12-3.3.1
    bin/kafka-server-stop.sh
EOF
echo 从节点 $kafka 停止kafka...[ done ]
sleep 5
done

七、测试Kafka集群

7.1 创建topic

[root@data-vm1 kafka_2.12-3.3.1]# bin/kafka-topics.sh \
--create \
--topic quickstart-events \
--bootstrap-server data-vm4:9092
 
Created topic quickstart-events.
[root@data-vm1 kafka_2.12-3.3.1]#
 
# 
[root@data-vm1 kafka_2.12-3.3.1]# bin/kafka-topics.sh \
--create \
--topic quickstart-events \
--bootstrap-server data-vm1:9092,data-vm2:9092,data-vm3:9092

7.2 查看topic列表

bin/kafka-topics.sh \
--list \
--bootstrap-server data-vm4:9092
 
# 
bin/kafka-topics.sh \
--list \
--bootstrap-server data-vm1:9092,data-vm2:9092,data-vm3:9092,data-vm4:9092

7.3 查看消息详情

[root@data-vm1 kafka_2.12-3.3.1]# bin/kafka-topics.sh \
--describe \
--topic quickstart-events \
--bootstrap-server data-vm3:9092
 
Topic: quickstart-events        TopicId: zSOJC6wNRRGQ4MudfHLGvQ PartitionCount: 1       ReplicationFactor: 1    Configs: segment.bytes=1073741824
Topic: quickstart-events        Partition: 0    Leader: 1       Replicas: 1     Isr: 1
 
[root@data-vm1 kafka_2.12-3.3.1]#

7.4 生产消息

[root@data-vm1 kafka_2.12-3.3.1]# bin/kafka-console-producer.sh \
--topic quickstart-events \
--bootstrap-server data-vm1:9092
 
# 参考: 创建并配置topic
bin/kafka-topics.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--create \
--topic my-topic \
--partitions 1 \
--replication-factor 1 \
--config max.message.bytes=64000 \
--config flush.messages=1
 
# ------------------------- 参考 ------------------------ #
# 1: 修改已创建topic配置
# (Overrides can also be changed or set later using the alter configs command.)
bin/kafka-configs.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--entity-type topics \
--entity-name my-topic \
--alter \
--add-config max.message.bytes=128000
 
# 2: 检查已修改的topic配置是否生效
# (To check overrides set on the topic you can do)
bin/kafka-configs.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--entity-type topics \
--entity-name my-topic \
--describe
 
# 3. 恢复到原来的配置
# (To remove an override you can do)
bin/kafka-configs.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--entity-type topics \
--entity-name my-topic \
--alter \
--delete-config max.message.bytes
 
# 4. 增加分区数
# (To add partitions you can do)
bin/kafka-topics.sh \
--bootstrap-server broker_host:port \
--alter \
--topic my_topic_name \
--partitions 40
 
# 5. 添加配置
# (To add configs:)
bin/kafka-configs.sh \
--bootstrap-server broker_host:port \
--entity-type topics \
--entity-name my_topic_name \
--alter \
--add-config x=y
 
# 6. 移除配置
# (To remove a config:)
bin/kafka-configs.sh \
--bootstrap-server broker_host:port \
--entity-type topics \
--entity-name my_topic_name \
--alter \
--delete-config x
 
# 7. 删除topic
# (And finally deleting a topic:)
bin/kafka-topics.sh \
--bootstrap-server broker_host:port \
--delete \
--topic my_topic_name

7.5 消费消息

bin/kafka-console-consumer.sh \
--topic quickstart-events \
--from-beginning \
--bootstrap-server data-vm4:9092

7.6 查看消费者组

# 检查消费者postition
# Checking consumer position
bin/kafka-consumer-groups.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--describe \
--group my-group
 
TOPIC                          PARTITION  CURRENT-OFFSET  LOG-END-OFFSET  LAG        CONSUMER-ID                                       HOST                           CLIENT-ID
my-topic                       0          2               4               2          consumer-1-029af89c-873c-4751-a720-cefd41a669d6   /127.0.0.1                     consumer-1
my-topic                       1          2               3               1          consumer-1-029af89c-873c-4751-a720-cefd41a669d6   /127.0.0.1                     consumer-1
my-topic                       2          2               3               1          consumer-2-42c1abd4-e3b2-425d-a8bb-e1ea49b29bb2   /127.0.0.1                     consumer-2

7.7 查看消费者组列表

# list all consumer groups across all topics
bin/kafka-consumer-groups.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--list
 
test-consumer-group
 
 
# To view offsets, as mentioned earlier, 
# we "describe" the consumer group like this:
bin/kafka-consumer-groups.sh \
--bootstrap-server localhost:9092 \
--describe \
--group my-group
 
TOPIC           PARTITION  CURRENT-OFFSET  LOG-END-OFFSET  LAG             CONSUMER-ID                                    HOST            CLIENT-ID
topic3          0          241019          395308          154289          consumer2-e76ea8c3-5d30-4299-9005-47eb41f3d3c4 /127.0.0.1      consumer2
topic2          1          520678          803288          282610          consumer2-e76ea8c3-5d30-4299-9005-47eb41f3d3c4 /127.0.0.1      consumer2
topic3          1          241018          398817          157799          consumer2-e76ea8c3-5d30-4299-9005-47eb41f3d3c4 /127.0.0.1      consumer2
topic1          0          854144          855809          1665            consumer1-3fc8d6f1-581a-4472-bdf3-3515b4aee8c1 /127.0.0.1      consumer1
topic2          0          460537          803290          342753          consumer1-3fc8d6f1-581a-4472-bdf3-3515b4aee8c1 /127.0.0.1      consumer1
topic3          2          243655          398812          155157          consumer4-117fe4d3-c6c1-4178-8ee9-eb4a3954bee0 /127.0.0.1      consumer4
 
# 更多配置参考:
# https://kafka.apache.org/32/documentation.html#uses