Kafka是一个能够支持高并发以及流式消息处理的消息中间件，并且Kafka天生就是支持集群的，今天就主要来介绍一下如何搭建Kafka集群。

Kafka目前支持使用Zookeeper模式搭建集群以及KRaft模式（即无Zookeeper）模式这两种模式搭建集群，这两种模式各有各的好处，今天就来分别介绍一下这两种方式。

1，Kafka集群中的节点类型

我们首先需要了解一下，在一个Kafka集群中是由两种类型的节点构成的，即Controller和Broker，这两类节点充当着不同的作用：

Broker 即代理节点，是Kafka中的工作节点，充当消息队列的角色，负责储存和处理消息，每个Broker都是一个独立的Kafka服务器，可以在不同的机器上运行，除此之外Broker还负责分区（partition）的管理，将主题（topic）划分为多个分区，并分布在集群的不同Broker上Controller 即控制器节点，是集群中的特殊节点，负责储存和管理整个集群元数据和状态，它能够监控整个集群中的Broker，在需要时还能够进行平衡操作

大家只需了解集群中的两类节点作用即可。

2，两种模式集群的搭建方式

接下来，我就来介绍一下两种模式的集群架构和搭建方式，即Zookeeper模式集群和KRaft模式集群。

(1) Zookeeper模式集群

这是一种比较简单，相对“传统”的搭建方式了！在这种模式下，每个Kafka节点都是依赖于Zookeeper的，使用Zookeeper存储集群中所有节点的元数据。

只要所有的Kafka节点连接到同一个Zookeeper上面（或者同一个Zookeeper集群），这些Kafka节点就构成了一个集群。所以说就算是只有一个Kafka节点在运行，这一个节点也可以称作一个集群。

在Zookeeper模式集群中，Zookeeper节点（或者集群）就充当了Controller的角色，而所有的Kafka节点就充当着Broker的角色。

下面就来介绍一下搭建过程，这里我在4台Linux虚拟机上分别运行Zookeeper和Kafka来模拟一个集群，一共一个Zookeeper节点和三个Kafka节点构成，如下：

节点名

地址和端口

Zookeeper节点

zookeeper:2181

Kafka节点1

kafka1:9092

Kafka节点2

kafka2:9092

Kafka节点3

kafka3:9092

上述地址例如kafka1等等，是通过修改虚拟机的主机名（hostname）实现的，这样虚拟机之间可以直接通过这些主机名相互访问，这个主机名我们就可以视作实际在服务器上面搭建时，服务器的外网地址或者域名，这里就不再赘述如何修改虚拟机的主机名了，需要保证上述所有虚拟机在一个虚拟机网段中并且能够互相ping通，即上述所有虚拟机需要两两之间可以通过网络互相访问。

运行Kafka和Zookeeper都需要Java 8及其以上运行环境，大家要首先在虚拟机中安装并配置好。

① 搭建Zookeeper

首先我们要运行起一个Zookeeper节点，这里就不再赘述Zookeeper节点如何搭建了！搭建可以查看官方文档，或者使用Docker的方式搭建。

搭建完成并运行Zookeeper之后，我们会把所有的Kafka节点都配置到这一个Zookeeper节点上。

② 配置并运行所有Kafka节点

首先去Kafka官网下载最新版并解压，然后将解压出来的Kafka分别复制到三台虚拟机中。

然后修改每台虚拟机的Kafka目录中的配置文件，配置文件位于解压的Kafka文件夹中的config/server.properties，使用文本编辑器打开，并找到下列配置项进行配置：

broker.id 表示每个节点的id，每个节点需要设置为不一样的整数，我这里分别设置为1，2和3zookeeper.connect 表示要使用的Zookeeper的地址和端口，我这里都配置为zookeeper:2181advertised.listeners 表示这个Kafka节点的外网地址，这里分别配置为PLAINTEXT://kafka1:9092，PLAINTEXT://kafka2:9092和PLAINTEXT://kafka3:9092，需要注意的是这个配置项必须要配置为其所在服务器的外网地址，如果说你是在一台服务器上面配置Kafka并要通过外网访问，这个配置就需要配置为服务器外网地址（域名），并且都以PLAINTEXT://开头

注意上述advertised.listeners这个配置项默认情况下是被注释掉了的，大家需要去仔细找一下并去掉注释（开头的#）然后再进行配置。

三台虚拟机配置完成后，分别使用终端进入到Kafka目录下并启动，执行下列命令：

bash复制代码bin/kafka-server-start.sh config/server.properties

在上述三台虚拟机上面都通过这个命令启动Kafka，如图则启动成功：

到此，整个集群就搭建完成了！大家需要保证上述三台虚拟机中的终端不被关闭。

③ 创建话题测试

我们先在kafka1的虚拟机上面再开一个终端并进入Kafka目录，执行下列命令创建Topic：

bash复制代码bin/kafka-topics.sh --create --topic my-topic --bootstrap-server localhost:9092

然后去kafka2的虚拟机上面再开一个终端并进入Kafka目录，执行下列命令列出Topic：

bash复制代码bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server localhost:9092

可见我们在第一个节点上创建了话题，但是在第二个节点上仍然可以获取这个话题，说明集群创建成功，数据在集群之间可以共享。

(2) KRaft模式集群

在上述传统方案中，Kafka需要依赖Zookeeper完成元数据存放和共享，这样也就暴露出了一些问题：

搭建Kafka集群时还需要额外搭建Zookeeper，增加了运维成本Zookeeper是强一致性的组件（符合CP理论），如果集群中数据发生变化，那么必须要等到其它节点都同步，至少超过一半同步完成，这样节点数多性能差

那么KRaft模式是新版本Kafka中推出的集群模式，这种模式下就完全不需要Zookeeper了！只需要数个Kafka节点就可以直接构成集群，在这时集群中的Kafka节点既有可能是Controller节点也可能是Broker节点，我们可以让Kafka节点自动选取，也可以在配置文件手动配置。

同样地，就算是你只是搭建了一个Kafka节点，这一个节点也仍然被视为一个Kafka集群。

下面同样是开启三台虚拟机，搭建三个Kafka节点构成的KRaft模式集群如下：

节点名

地址和端口

Kafka节点1

kafka1:9092

Kafka节点2

kafka2:9092

Kafka节点3

kafka3:9092

这里就不再赘述下载Kafka的过程了！

① 修改配置文件

在KRaft模式下，配置文件位于Kafka目录中的config/kraft/server.properties，使用文本编辑器打开并找到下列配置以修改：

node.id 表示这个节点的id，一个集群中每个节点id不能重复，需要是不小于1的整数，这里三台虚拟机的配置分别为1，2和3（类似上述Zookeeper的broker.id配置）controller.quorum.voters 设定投票者列表，即需要配置所有的节点id和Controller地址端口，配置格式为节点1的id@节点1地址:节点1端口,节点2的id@节点2地址:节点2端口,节点3的id@节点3地址:节点3端口，多个节点之间用英文逗号,隔开，Controller端口默认都是9093，是节点之间自动投票选取Controller的通信端口，默认不需要修改，这里了解即可，我这里三台虚拟机的都配置为1@kafka1:9093,2@kafka2:9093,3@kafka3:9093（实际在服务器上搭建时替换为服务器的外网地址或者域名）advertised.listeners 表示这个Kafka节点的外网地址，这里分别配置为PLAINTEXT://kafka1:9092，PLAINTEXT://kafka2:9092和PLAINTEXT://kafka3:9092（和上述Zookeeper模式中的一样，实际在服务器上搭建时替换为服务器的外网地址或者域名）

上述是必须要进行配置的，还有下面配置是可以选择性配置的：

process.roles 表示设定这个节点的类型，设定为broker表示设定这个节点为Broker节点，同样地设定controller表示设定为Controller节点，默认是broker,controller表示这个节点会自动切换节点类型，这里就保持默认不变② 生成集群ID并使用集群ID格式化数据目录

在KRaft模式下，一个集群需要设定一个id，我们可以使用自带的命令生成，先进入上述任意一台虚拟机并使用终端进入Kafka目录中，执行下列命令生成一个UUID：

arduino复制代码bin/kafka-storage.sh random-uuid

我们这里记录下这个ID以备用。

这个集群ID事实上是一个长度16位的字符串通过Base64编码后得来的，因此你也可以不使用上述命令，直接自定义一个16位长度的纯英文和数字组成的字符串，然后将这个字符串编码为Base64格式作为这个集群ID也可以。可以使用菜鸟工具中的在线Base64编码工具。

然后在上述三台虚拟机中，都使用终端进入Kafka目录后，执行下列命令：

bash复制代码bin/kafka-storage.sh format -t 生成的集群ID -c config/kraft/server.properties

这样，三个Kafka节点都使用了这一个ID完成了集群元数据配置，表示这三个Kafka节点构成一个集群。

③ 启动Kafka

同样地，在三台虚拟机中，都使用终端进入Kafka目录后，执行下列命令：

bash复制代码bin/kafka-server-start.sh config/kraft/server.properties

三台虚拟机全部启动后，这个集群才启动完毕。

④ 创建话题测试

同样地，现在第一个虚拟机的Kafka目录下执行下列命令：

bash复制代码bin/kafka-topics.sh --create --topic my-topic-kraft --bootstrap-server localhost:9092

然后在第二个虚拟机的Kafka目录下查看话题：

bash复制代码bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server localhost:9092

可见集群节点之间可以互相通信。

3，常用配置介绍

除了上述我们涉及到的一些配置之外，还有下列配置大家可以进行修改：

socket.send.buffer.bytes 每次发送的数据包的最大大小（单位：字节）socket.receive.buffer.bytes 每次接收的数据包的最大大小（单位：字节）socket.request.max.bytes 接收的最大请求大小（单位：字节）num.partitions 每个Topic的默认分区数

上述无论是哪个模式的集群，都可以在配置文件中找到这些配置，如果找不到可手动加入。除了修改配置文件之外，我们还可以在启动Kafka的命令中指定配置和值，例如：

bash复制代码bin/kafka-server-start.sh config/server.properties --override zookeeper.connect=127.0.0.1:2181 --override broker.id=1

上述命令在启动时通过命令指定了zookeeper.connect配置值为127.0.0.1:2181，以及broker.id为1，可见在后面追加--override 配置名=值即可，注意命令行中指定的配置值会覆盖掉配置文件中的配置值！

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