【分布式協調zookeeper】基礎篇

一、zookeeper介紹

 它是一個為分布式應用提供一致性服務的軟件，提供的功能包括：配置維護、名字服務、分布式同步、組服務等

1.命名服務 2.配置管理 3.集群管理 4.分布式鎖 5.隊列管理

二、zookeeper架構的架構模型

Client-Server模型：用于對分布式協調系統中的對象提供協調服務；

Peer-to-Peer模型：用于在zookeeper集群內交互數據；

這種混合的體系結構，讓zookeeper既保持客戶端的簡單化，又能夠在集群內部保持一個良好的高可用機制；

zookeeper的兩種運行模式：standalone 和 quorum

代表zookeeper由一個單一節點構成，它的數據并不需要再多個節點之間復制；

該模式主要多用于生產環境，zookeeper有多個節點后構成一個集群，通過zookeeper的Leader選舉、集群節點間的數據同步有關；

當才用quorum模式時，它的基本運轉流程是：

① 選舉Leader

② 同步數據

③ 選舉Leader過程中算法有很多，但要達到的選舉標準是一致的；

④ Leader要具有最高的zxid

⑤ 集群中大多數的機器得到相應并follow選出的Leader

說明：

對于用戶的讀操作，zookeeper集群中的所有節點都可接收處理；
對于用戶的寫操作，zookeeper將它作為事務進行處理，并只有Leader才能發起事務；在每次提交之前，修改的數據要在集群中同步；

三、數據模型

zookeeper是通過集中性的C/S架構服務于客戶端的，采用的是點對點的Pair-Pair架構在各節點間進行同步數據，zookeeper內部的數據結構和數據類型采用了精簡的方式提供給用戶使用

在數據結構上，zookeeper采用的是樹形結構；樹種的節點被稱為znode,在整棵樹種有著清晰的父子層次關系；

zookeeper對數據的修改都當做一次事務來看待，每次的事務動作都是原子操作，并分配一個唯一的zxid（zookeeper transacation id）；

在每一個znode中都記錄了與之相關的zxid；znode除了有效載荷數據，還包括如下屬性：

czxid：引發當前znode改變的zxid

mzxid：當前znode上一次修改前的zxid

ctime：對znode事務操作所花費的時間，單位是毫秒

mtime：操作上一次znode事務所花費的時間，單位是毫秒

version：關聯到zxid，znode自身版本屬性，當前znode修改的次數

cversion：znode子節點的修改次數

aversion：znode ACL(訪問列表)的修改測試

ephemeralOwner：記錄客戶端會話ID，如果是持久型znode 則為0

dataLength：znode數據字段的長度

numChildren：znode子節點的個數

1、持久型與短暫型的znode【對應于ephemeralOwner屬性】

znode在創建的時候可以指定模式，可以用不同的模式組合成需要的分布式場景功能；

一個znode節點可以是持久的（Persistent），也可以是短暫的（Ephemera）；

區別：

只有收到刪除命令后才能被刪除；

用于保存結構信息；

會在客戶端與服務端之間保存的會話中斷時自動刪除;

也能像持久型znode一樣被命令刪除；

客戶端與服務端之間一旦建立連接，則會有定期的心跳檢查以保證這個長連接的存活

2、序列znode

創建znode時會自動分配一個唯一的遞增的整數，這個正向序列可以作為路徑名稱的一部分；

例如：客戶端創建了一個序列znode為/woker/work-，則zookeeper會自動分配一個序列數，如果是當前znode下的第一個子節點則分配為1，路徑變為/worker/work-1；序列節點最大的作用就是生成唯一名稱節點，同時能夠提供節點間的創建次序信息

3、ACL【訪問列表】

zookeeper的ACL建立在認證與授權機制下，包含以下認證方式：

1. digest：通過用戶名/密碼對客戶端進行認證；
2. sasl： 支持客戶端通過Kerberos認證；
3. ip： 通過IP地址對客戶端進行認證；

在授權方面，ACL可以對znode的創建（子節點）、讀取、寫入、刪除及管理（設置ACL）進行控制

未完待續...