Kubernetes kafka系列 | k8s部署kafka+zookeepe集群

一、kafka.zookeeper介绍

Kafka
简介： Apache Kafka 是一个开源的分布式流处理平台和消息队列系统。它最初由LinkedIn开发，并于2011年成为Apache软件基金会的顶级项目。

特点：

高吞吐量： Kafka 能够处理大规模的消息流，并具有很高的吞吐量。
持久性： 它将消息持久化到磁盘上，因此即使消费者不在线，也能保证消息不会丢失。
可伸缩性： Kafka 可以很容易地水平扩展以处理大量数据。
实时性： Kafka 可以提供几乎实时的消息传递，适用于大多数实时数据处理需求。
用途：

日志收集： Kafka 可以用作集中式的日志收集系统，收集来自不同源头的日志数据。
消息队列： Kafka 可以用作分布式应用程序之间的消息队列，用于解耦和异步通信。
流处理： Kafka 可以与流处理框架（如Apache Spark、Apache Flink等）结合使用，用于实时数据处理和分析。
ZooKeeper
简介： Apache ZooKeeper 是一个开源的分布式协调服务，最初也是由Yahoo开发的，并于2010年成为Apache软件基金会的顶级项目。

特点：

分布式协调： ZooKeeper 提供了分布式应用程序的协调服务，包括配置管理、命名服务、分布式锁等。
高可用性： ZooKeeper 通过在集群中保持多个节点的复制来实现高可用性和容错性。
一致性： ZooKeeper 提供了严格的一致性，确保所有的客户端在同一时间看到相同的数据视图。
用途：

配置管理： ZooKeeper 可以用于分布式系统的配置管理，例如动态配置更新。
命名服务： ZooKeeper 可以提供命名服务，帮助分布式系统中的节点发现和通信。
分布式锁： ZooKeeper 可以用于实现分布式锁，确保在分布式系统中对共享资源的互斥访问。
Kafka 和 ZooKeeper 的关系

在 Kafka 中，ZooKeeper 主要用于管理集群的元数据（如主题、分区、副本分配等）、领导者选举以及生产者和消费者的协调。Kafka 依赖于 ZooKeeper 来确保分布式系统的稳定运行。通常情况下，Kafka 和 ZooKeeper 会一起部署，但它们是两个独立的项目，各自提供不同的功能。

二、创建存储卷

nfs动态供给直通车

三、搭建Kafka集群

# 操作系统
# CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)
lsb_release -a# 内核版本
# 3.10.0-1160.90.1.el7.x86_64
uname -a
# k8s 版本 1.21
# zookeeper 版本 3.4.10  kafka镜像版本0.11（嫌低可以自己换）

kafka需要依赖zookeeper
kafka的生产者与消费者需要在zookeeper中注册，不然消费者怎么知道生产者是否存活之类的哈哈。废话不多说，直接上干货！

本文用的是statefulset和动态存储部署zookeeper和kafka集群。

zookeeper.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: zk-hslabels:app: zk
spec:ports:- port: 2888name: server- port: 3888name: leader-electionclusterIP: Noneselector:app: zk
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: zk-cslabels:app: zk
spec:ports:- port: 2181targetPort: 2181name: clientselector:app: zk
---
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:name: zk-pdb
spec:selector:matchLabels:app: zkmaxUnavailable: 2
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:name: zk
spec:selector:matchLabels:app: zkserviceName: zk-hsreplicas: 3updateStrategy:type: RollingUpdatepodManagementPolicy: OrderedReadytemplate:metadata:labels:app: zkspec:affinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: "app"operator: Invalues:- zktopologyKey: "kubernetes.io/hostname"containers:- name: kubernetes-zookeeperimagePullPolicy: IfNotPresentimage: "zhaoguanghui6/kubernetes-zookeeper:1.0-3.4.10"resources:requests:memory: "0.5Gi"cpu: "0.5"ports:- containerPort: 2181name: client- containerPort: 2888name: server- containerPort: 3888name: leader-electioncommand:- 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: 10timeoutSeconds: 5livenessProbe:exec:command:- sh- -c- "zookeeper-ready 2181"initialDelaySeconds: 10timeoutSeconds: 5volumeMounts:- name: datadirmountPath: /var/lib/zookeepersecurityContext:runAsUser: 1000fsGroup: 1000volumeClaimTemplates:- metadata:name: datadirspec:storageClassName: nfs-clientaccessModes: [ "ReadWriteOnce" ]resources:requests:storage: 1Gi

for i in 0 1 2; do kubectl exec zk-$i – hostname -f; done
zk-0.zk-headless.default.svc.cluster.local

zk-1.zk-headless.default.svc.cluster.local

zk-2.zk-headless.default.svc.cluster.local
kafka.yaml

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: kafka-hslabels:app: kafka
spec:ports:- port: 9092name: serverclusterIP: Noneselector:app: kafka
--- 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: kafka-cslabels:app: kafka
spec:selector:app: kafkatype: NodePortports:- name: clientport: 9092nodePort: 30092
---
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:name: kafka-pdb
spec:selector:matchLabels:app: kafkaminAvailable: 1
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:name: kafka
spec:serviceName: kafka-hsreplicas: 3selector:matchLabels:app: kafkatemplate:metadata:labels:app: kafkaspec:affinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: "app"operator: Invalues:- kafkatopologyKey: "kubernetes.io/hostname"podAffinity:preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 1podAffinityTerm:labelSelector:matchExpressions:- key: "app"operator: Invalues:- zktopologyKey: "kubernetes.io/hostname"terminationGracePeriodSeconds: 300containers:- name: kafkaimagePullPolicy: IfNotPresentimage: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/jaxzhai/k8skafka:v1resources:requests:memory: "1Gi"cpu: 500mports:- containerPort: 9092name: servercommand:- 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.default.svc.cluster.local:2181,zk-0.zk-hs.default.svc.cluster.local:2181,zk-0.zk-hs.default.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=true --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=0.10.2-IV0 --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=1 --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_OPTSvalue : "-Xmx1G -Xms1G"- name: KAFKA_OPTSvalue: "-Dlogging.level=INFO"volumeMounts:- name: datadirmountPath: /var/lib/kafkareadinessProbe:exec:command:- sh- -c- "/opt/kafka/bin/kafka-broker-api-versions.sh --bootstrap-server=localhost:9092"timeoutSeconds: 5periodSeconds: 5initialDelaySeconds: 70securityContext:runAsUser: 1000fsGroup: 1000volumeClaimTemplates:- metadata:name: datadirannotations:volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs-client"spec:accessModes: [ "ReadWriteMany" ]resources:requests:storage: 5Gi

四、验证集群
验证kafka是否可用：

1、进入kafka-0命令: kubectl exec -it kafka-0 bash
进入容器目录：cd /opt/kafka/config

2、创建一个名为aaa的topc命令：kafka-topics.sh --create --topic aaa --zookeeper zk-0.zk-headless.default.svc.cluster.local:2181,zk-1.zk-headless.default.svc.cluster.local:2181,zk-2.zk-headless.default.svc.cluster.local:2181 --partitions 3 --replication-factor 2
结果为：
Created topic “aaa”.

3、进入topic为aaa的生产者消息中心：kafka-console-consumer.sh --topic aaa --bootstrap-server localhost:9092

4、复制新的会话，进入另一个容器kafka-1：kubectl exec -it kafka-1 bash

进入消费者，输入命令：kafka-console-producer.sh --topic aaa --broker-list localhost:9092

输入:

hello

i lovle you

回车后，可在生产者消息中心看到消息

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