kafka集群安装部署、监控与参数优化
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1、kafka 集群安装

kafka 的集群部署方式网上有很多，此处只列出主要安装步骤



#所有都部署到/data 目录下，可根据自己面要安装在不同目录
#本机 ip 为 192.168.1.100
cd /data

##1、先下载 zookeeper   https://zookeeper.apache.org/releases.html#download
wget https://www.apache.org/dyn/closer.lua/zookeeper/zookeeper-3.8.3/apache-zookeeper-3.8.3-bin.tar.gz

##2、部署 zookeeper（本次单机部署 3 个节点伪集群）
tar -xzvf apache-zookeeper-3.8.3-bin.tar.gz
mv apache-zookeeper-3.8.3-bin zookeeper1
cd zookeeper1
mkdir data
mv conf/zoo_simple.cfg conf/zoo.cfg

#编辑 zoo.cfg
  vim zoo.cfg
  tickTime=2000
  initLimit=10
  syncLimit=5
  dataDir=/data/zookeeper1/data
  clientPort=2181
  server.1=192.168.1.100:2881:3881
  server.2=192.168.1.100:2882:3882
  server.3=192.168.1.100:2883:3883
  

cp -R zookeeper1 zookeeper2
cp -R zookeeper1 zookeeper3

#同理更新 conf/zoo.cfg 的 clientPort 为 2182 和 2183

echo 1 > zookeeper1/data/myid
echo 2 > zookeeper2/data/myid
echo 3 > zookeeper3/data/myid

#启动 zookeeper
zookeeper1/bin/zkServer.sh start
zookeeper2/bin/zkServer.sh start
zookeeper3/bin/zkServer.sh start

#检查 zookeeper 是否启动成功
netstat -tnlp|grep 218

#对应 zookeeper 端口
zookeeper1  1  2181  2881 3881
zookeeper2  2  2182  2882 3882
zookeeper3  3  2183  2883 3883


##3、下载 kafka  https://kafka.apache.org/downloads
wget https://archive.apache.org/dist/kafka/2.0.1/kafka_2.11-2.0.1.tgz

##4、部署 kafka 集群
tar -xzvf kafka_2.11-2.1.0.tgz
mv kafka_2.11-2.1.0 kafka1

#编辑 kafka 配置文件
vim kafka1/config/server.properties
  broker.id=1
  listeners=PLAINTEXT://:9091
  advertised.listeners=PLAINTEXT://192.168.1.100:9091
  num.network.threads=3
  num.io.threads=8
  socket.send.buffer.bytes=102400
  socket.receive.buffer.bytes=102400
  socket.request.max.bytes=104857600
  log.dirs=/tmp/kafka-logs1
  num.partitions=1
  num.recovery.threads.per.data.dir=1
  offsets.topic.replication.factor=1
  transaction.state.log.replication.factor=1
  transaction.state.log.min.isr=1
  log.retention.hours=168
  log.segment.bytes=1073741824
  log.retention.check.interval.ms=300000
  zookeeper.connect=192.168.1.100:2181,192.168.1.100:2182,192.168.1.100:2183
  zookeeper.connection.timeout.ms=6000
  group.initial.rebalance.delay.ms=0
  

#复制 kafka1
cp -R kafka1 kafka2
cp -R kafka1 kafka3

#同理修改 config/server.properties 中的 listeners 端口，borker.id=2 和 3， 还有 log.dirs

#启动Kafka 集群
cd ../kafka1
bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties
cd ../kafka2
bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties
cd ../kafka3
bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties

#检查 Kafka 状态
netstat -tnlp|grep 909

2、kafka 监控


#安装 kafka-eagle  https://www.kafka-eagle.org/ , 直接下载最新版即可
wget https://codeload.github.com/smartloli/kafka-eagle-bin/tar.gz/refs/tags/v3.0.1
tar -xzvf kafka-eagle-bin-3.0.1.tar.gz
cd kafka-eagle-bin
tar -xzvf efak-web-3.0.1-bin.tar.gz
mv efak-web-3.0.1 /data/kafka-ui/

cd efak-web-3.0.1
vim bin/ke.sh
  #在第一行添加如下内容
  export KE_HOME=/data/kafka-ui/efak-web-3.0.1
  
  #KE_JAVA_OPTS 可根据需要调整

vim conf/system-config.properties
  efak.zk.cluster.alias=cluster1
  cluster1.zk.list=192.168.1.100:2181,192.168.1.100:2182,192.168.1.100:2183
  efak.driver=org.sqlite.JDBC
  efak.url=jdbc:sqlite:/data/kafka-ui/efak-web-3.0.1/db/ke.db
  efak.username=root
  efak.password=123456
  


#启动 kafka-eagle
bin/ke.sh
#可以正常启动,但访问打不开页面




#开启 kafka JMX
vim kafka1/bin/kafka-server-start.sh
  
  if [ "x$KAFKA_HEAP_OPTS" = "x" ]; then
    export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx1G -Xms1G -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxrem
ote.port=9991 -Djava.rmi.server.hostname=192.168.1.100 -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=9981 
"
  fi
  
#另外 kafka2 和 kafka3 同样打开 JMX 对应的端口
kafka1   1   9091  9991  9981
kafka2   2   9092  9992  9982
kafka3   3   9093  9993  9983

修改完后再次启动 kafka-eagle 就可正常访问了

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另外 kafka 也可以使用 jconsole 来查看相关数据；通过 zabbix 来收集运行时数据

3、kafka 优化

目前我们只是把 zookeeper 集群 和 kafka 集群搭建起来了，也没有修改特殊的配置
基于此怎么判断当前 kafka 能支撑多大吞吐量？稳定性怎么样？都是不确定的
有没有什么可以测试吞吐量的呢？还真有


#测试 kafka 生产者的吞吐量
--topic 指定 kafka 集群的 topic 名称 本例为 test
-num-records 总共需要发送的消息数 本例为 1000W
-record-size 一条信息有多大，单位是实节  本例为 1kb
-throughput 每秒钟发送的记录数 本例为 10W
-producer-props bootstrap.servers=xxx  kafka 集群的 broker 地址
#示例： （本例 topic 一个分区一个副本）
bin/kafka-producer-perf-test.sh --num-records 10000000 --record-size 1024 --topic test --throughput 100000  --producer-props bootstrap.servers=192.168.1.100:9091,192.168.1.100:9092,192.168.1.100:9093

 
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测试结果：

本例中一共写入 1 千万条消息
平均是 30763.929907 条消息/秒
每秒向 Kafka 写入了 30.04MB 的数据
每次写入的平均延迟为 997.20.毫秒
最大的延迟为 3417.00 毫秒
50%消息延迟 1008 毫秒，95%消息延迟 1882 毫秒
99%消息延迟 2570 毫秒，99.9%消息延迟 3119 毫秒

测试消费的吞吐量
–topic 指定 kafka 集群的 topic 名称 本例为 test
-fetch-size 指定每次 fetch 的数据的大小，本例为 1048576 即 1M
-messages 总共要消费的消息个数，本例为 10000000，1000w
–threads 指定消费的线程数为 10
bin/kafka-consumer-perf-test.sh –broker-list 192.168.1.100:9091,192.168.1.100:9092,192.168.1.100:9093 –topic test –messages 10000000 –fetch-size 1048576 –threads 10

 
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测试结果：
开始时间 2023-11-26 04:09:33:172
结束时间 2023-11-26 04:10:01:650
共消费数据 9765.6254MB
吞吐量 342.9182MB/S
共消费数据 10000108 条（1000w)
平均每秒消费 351152.0472 条
重平衡时间 43 毫秒
拉取时间 28435 毫秒
每秒拉取消息数据 343.4368M/S
每秒拉取消息数量 351683.0666 条/秒

producer.properties 中影响参数:

batch.size
每当发送多个消息时，为了提高客户端和服务器的性能，生产者将尝试对多个消息进行打包成批，保证这一批可以在同一个分区内。默认为 16384【16KB】
单条消息超过 batch.size，Producer 有可能不会处理此消息
batch.size 过大，有可能会造成 Producer 端内存空间的浪费
batch.size 过小，频繁的网络 IO 会降低 Producer 的吞吐

linger.ms
如果消息迟迟没有达到 batch.size，那么将尝试等待 linger.ms 时间发送。默认等待时间为 0，也就是当消息到达之后立即发送

测试时可将参数 batch.size 扩大一倍， linger.ms 设置为 3000 并单独测试； 最后同时合并修改参数做测试

kafka 集群安装部署、监控与参数优化

调整参数后生产者的吞吐量提升了不少

compression.type
该参数对 Producer 生产的数据进行压缩，主要针对批数据压缩。默认是 none【无压缩】，可以用来设置的值
gzip/snappy/lz4/zstd

本例使用 zstd 做测试

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提升效果不太明显，可以根据需要使用不同的压缩方式

ack
“0”：当消息调用 send()发送出去之后就表示消息已经发送成功，不管消息是否已经到达 broker
“1”：消息发送后，Leader 接收到消息并记录到本地之后，不需要同步数据到副本就能进行 ack 返回
“all”：当消息在 Leader 接收记录，并且等待副本数据同步完成之后，才会返回 ack。该级别也属于 Java#Producer 的默认配置

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server.properties 参数调整


num.recovery.threads.per.data.dir=2

offsets.topic.replication.factor=3
transaction.state.log.replication.factor=2
transaction.state.log.min.isr=2


log.retention.check.interval.ms=300000


zookeeper.connection.timeout.ms=6000

group.initial.rebalance.delay.ms=0
message.max.bytes=10485760
replica.fetch.max.bytes=10485760

socket.receive.buffer.bytes=1024000  
socket.request.max.bytes=469296128   
max.request.size=1024000


controlled.shutdown.enable=true
controlled.shutdown.max.retries=5
controlled.shutdown.retry.backoff.ms=30000

delete.topic.enable=true
auto.create.topics.enable=true

其它还有些参数，建议在使用过程中根据实际情况来调整

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