Kafka Cluster 扩容

针对kafka集群，可以通过向群集添加新节点来扩展群集。新节点将仅服务于新主题或新分区，现有分区将不会自动重新平衡以使用新节点。如果需要对现有的TOPIC进行重新分配分区，需要运维人员手动进行干预。今天学习下如何对已有的kafka集群进行扩容？如何将现有TOPIC分区迁移到新添加的节点上？

新建集群

集群规划

在本机搭建一个3个Broker节点的kafka集群，组成一个简单的单机版集群环境，用于学习使用，各节点信息如下：

• Node1 节点

  broker_id=10
  listeners=PLAINTEXT://:19092
  log.dirs=/tmp/19092/kafka-logs
  

• Node2 节点

  broker_id=11
  listeners=PLAINTEXT://:19093
  log.dirs=/tmp/19093/kafka-logs
  

• Node3 节点

  broker_id=12
  listeners=PLAINTEXT://:19094
  log.dirs=/tmp/19094/kafka-logs
  

集群配置

• 在kafka安装目录 创建clusters目录

mkdir clusters

• 复制kafka默认配置文件到目录中

# 复制node1 节点配置
cp config/server.properties clusters/node1.properties
# 复制node2 节点配置
cp config/server.properties clusters/node2.properties
# 复制node3 节点配置
cp config/server.properties clusters/node3.properties

并根据之前的节点信息，对配置属性进行对应的修改

启动集群

# 1. 启动 zookeeper
bin/zookeeper-server-start.sh config/zookeeper.properties

# 1. 启动节点1
./bin/kafka-server-start.sh clusters/node1.properties
# 2. 启动节点2
./bin/kafka-server-start.sh clusters/node2.properties
# 3. 启动节点3
./bin/kafka-server-start.sh clusters/node3.properties

创建主题

./bin/kafka-topics.sh --create --topic clustersTopic --bootstrap-server localhost:19092 --partitions 6

• 查看topic信息

./bin/kafka-topics.sh --describe --topic clustersTopic --bootstrap-server localhost:19092

集群扩容

假设，由于业务发展迅速，现有的3个节点的kafka集群不足以满足实际要求，现在需要对集群进行扩容，重新新增一个broker节点，同时对现有的Topic - clustersTopic 进行扩容，将原来的分区重新分配到新增加的Node4 节点上。接下来看操作步骤

新增节点

• 新增一个Node4节点，节点配置信息如下

broker_id=13
listeners=PLAINTEXT://:19095
log.dirs=/tmp/19095/kafka-logs

• 复制 broker 配置文件 并更改以上配置属性

cp config/server.properties clusters/node4.properties
#更改Node4 以上配置属性
vim clusters/node4.properties

• 启动节点

# 3. 启动节点4
./bin/kafka-server-start.sh clusters/node4.properties

然而，这些新服务器不会自动分配任何数据分区，因此除非手动进行人工干预，否则在创建新主题之前，它们不会执行任何工作。因此，将机器添加到集群时，通常需要将一些现有数据迁移到这些机器。

迁移分区工具

现在手动将之前创建的topic - clusterTopic中的分区6 手动迁移到新的节点- Node4上。kafka 提供对应的脚本工具可以进行分区数据的迁移工作，分区分配工具可以在3种互斥模式下运行：

• –generate - 在此模式下，给定toic列表和broker列表，该工具将生成一个候选重新分配，以将指定主题的所有分区移动到新broker。该选项仅提供了一种在给定主题和目标broker列表的情况下生成分区重新分配计划的方便方法。

• –execute - 在此模式下，该工具根据用户提供的重新分配计划开始重新分配分区。（使用–recassignment json文件选项）。这可以是管理员手工编制的自定义重新分配计划，也可以使用–generate选项提供

• –verify - 在此模式下，该工具将验证上次–execute期间列出的所有分区的重新分配状态。状态可以是成功完成、失败或正在进行

迁移步骤

指定主题

生成一个JSON文件，指定待迁移的topic信息

vim clusters/move_to_topic.json  
# 内容如下

{
	"topics": [{
		"topic": "clustersTopic"
	}],
	"version": 1
}

生成迁移计划

bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server localhost:19092 --topics-to-move-json-file clusters/move_to_topic.json  --broker-list "10,11,12,13" --generate

# --broker-list 表示json文件的topic分区 将在 "10,11,12,13" 节点中进行重新分配 

如上图，工具生成两部分内容

# 第一部分内容 表示topic 现有的分区信息 用户可以将内容存储起来，用于后续备份
Current partition replica assignment
{"version":1,"partitions":[{"topic":"clustersTopic","partition":0,"replicas":[11],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":1,"replicas":[12],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":2,"replicas":[10],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":3,"replicas":[11],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":4,"replicas":[12],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":5,"replicas":[10],"log_dirs":["any"]}]}

# 第二部分内容 表示topic 重新分配后的分区信息 用户需要将内容存储起来 用于执行
# 存储文件名: expand-cluster-reassignment.json
Proposed partition reassignment configuration
{"version":1,"partitions":[{"topic":"clustersTopic","partition":0,"replicas":[10],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":1,"replicas":[11],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":2,"replicas":[12],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":3,"replicas":[13],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":4,"replicas":[10],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":5,"replicas":[11],"log_dirs":["any"]}]}

// clusters/expand-cluster-reassignment.json
{"version":1,"partitions":[{"topic":"clustersTopic","partition":0,"replicas":[10],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":1,"replicas":[11],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":2,"replicas":[12],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":3,"replicas":[13],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":4,"replicas":[10],"log_dirs":["any"]},{"topic":"clustersTopic","partition":5,"replicas":[11],"log_dirs":["any"]}]}

执行迁移

# 执行脚本 进行分区迁移
bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server localhost:19092 --reassignment-json-file clusters/expand-cluster-reassignment.json --execute

验证结果

# 验证校验
bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server localhost:19092 --reassignment-json-file clusters/expand-cluster-reassignment.json --verify

增加副本

为现有TOPIC现有分区增加复制因子很容易。只需在自定义重新分配json文件中指定额外的副本，并使用–execute选项来增加指定分区的复制因子。

# 添加副本之前的topic 状况
$ ./bin/kafka-topics.sh --describe --topic clustersTopic --bootstrap-server localhost:19092
Topic: clustersTopic	TopicId: hNgIV8naQj-BMc5hpe9hVQ	PartitionCount: 6	ReplicationFactor: 1	Configs: 
	Topic: clustersTopic	Partition: 0	Leader: 10	Replicas: 10	Isr: 10
	Topic: clustersTopic	Partition: 1	Leader: 11	Replicas: 11	Isr: 11
	Topic: clustersTopic	Partition: 2	Leader: 12	Replicas: 12	Isr: 12
	Topic: clustersTopic	Partition: 3	Leader: 13	Replicas: 13	Isr: 13
	Topic: clustersTopic	Partition: 4	Leader: 10	Replicas: 10	Isr: 10
	Topic: clustersTopic	Partition: 5	Leader: 11	Replicas: 11	Isr: 11

指定分区

vim clusters/increase-replication-factor.json
# 创建文件，内容如下

{
        "version": 1,
        "partitions": [{
                "topic": "clustersTopic",
                "partition": 0,
                "replicas": [10, 11, 12]
        }]
}

执行脚本

bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server localhost:19092 --reassignment-json-file clusters/increase-replication-factor.json --execute

验证结果

• 验证方式一

bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server localhost:19092 --reassignment-json-file clusters/increase-replication-factor.json --verify

• 验证方式二

./bin/kafka-topics.sh --describe --topic clustersTopic --bootstrap-server localhost:19092

可以很明显看到分区0，多了2个同步副本信息