【分布式协调zookeeper】基础篇

一、zookeeper介绍

 它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、名字服务、分布式同步、组服务等

1.命名服务 2.配置管理 3.集群管理 4.分布式锁 5.队列管理

二、zookeeper架构的架构模型

Client-Server模型：用于对分布式协调系统中的对象提供协调服务；

Peer-to-Peer模型：用于在zookeeper集群内交互数据；

这种混合的体系结构，让zookeeper既保持客户端的简单化，又能够在集群内部保持一个良好的高可用机制；

zookeeper的两种运行模式：standalone 和 quorum

代表zookeeper由一个单一节点构成，它的数据并不需要再多个节点之间复制；

该模式主要多用于生产环境，zookeeper有多个节点后构成一个集群，通过zookeeper的Leader选举、集群节点间的数据同步有关；

当才用quorum模式时，它的基本运转流程是：

① 选举Leader

② 同步数据

③ 选举Leader过程中算法有很多，但要达到的选举标准是一致的；

④ Leader要具有最高的zxid

⑤ 集群中大多数的机器得到相应并follow选出的Leader

说明：

对于用户的读操作，zookeeper集群中的所有节点都可接收处理；
对于用户的写操作，zookeeper将它作为事务进行处理，并只有Leader才能发起事务；在每次提交之前，修改的数据要在集群中同步；

三、数据模型

zookeeper是通过集中性的C/S架构服务于客户端的，采用的是点对点的Pair-Pair架构在各节点间进行同步数据，zookeeper内部的数据结构和数据类型采用了精简的方式提供给用户使用

在数据结构上，zookeeper采用的是树形结构；树种的节点被称为znode,在整棵树种有着清晰的父子层次关系；

zookeeper对数据的修改都当做一次事务来看待，每次的事务动作都是原子操作，并分配一个唯一的zxid（zookeeper transacation id）；

在每一个znode中都记录了与之相关的zxid；znode除了有效载荷数据，还包括如下属性：

czxid：引发当前znode改变的zxid

mzxid：当前znode上一次修改前的zxid

ctime：对znode事务操作所花费的时间，单位是毫秒

mtime：操作上一次znode事务所花费的时间，单位是毫秒

version：关联到zxid，znode自身版本属性，当前znode修改的次数

cversion：znode子节点的修改次数

aversion：znode ACL(访问列表)的修改测试

ephemeralOwner：记录客户端会话ID，如果是持久型znode 则为0

dataLength：znode数据字段的长度

numChildren：znode子节点的个数

1、持久型与短暂型的znode【对应于ephemeralOwner属性】

znode在创建的时候可以指定模式，可以用不同的模式组合成需要的分布式场景功能；

一个znode节点可以是持久的（Persistent），也可以是短暂的（Ephemera）；

区别：

只有收到删除命令后才能被删除；

用于保存结构信息；

会在客户端与服务端之间保存的会话中断时自动删除;

也能像持久型znode一样被命令删除；

客户端与服务端之间一旦建立连接，则会有定期的心跳检查以保证这个长连接的存活

2、序列znode

创建znode时会自动分配一个唯一的递增的整数，这个正向序列可以作为路径名称的一部分；

例如：客户端创建了一个序列znode为/woker/work-，则zookeeper会自动分配一个序列数，如果是当前znode下的第一个子节点则分配为1，路径变为/worker/work-1；序列节点最大的作用就是生成唯一名称节点，同时能够提供节点间的创建次序信息

3、ACL【访问列表】

zookeeper的ACL建立在认证与授权机制下，包含以下认证方式：

1. digest：通过用户名/密码对客户端进行认证；
2. sasl： 支持客户端通过Kerberos认证；
3. ip： 通过IP地址对客户端进行认证；

在授权方面，ACL可以对znode的创建（子节点）、读取、写入、删除及管理（设置ACL）进行控制

未完待续...