本文以Twitter Storm官方Wiki为基础,详细描述如何快速搭建一个Storm集群,其中,项目实践中遇到的问题及经验总结,在相应章节以“注意事项”的形式给出。

1. Storm集群组件

Storm集群中包含两类节点:主控节点(Master Node)和工作节点(Work Node)。其分别对应的角色如下:

  • 主控节点(Master Node)上运行一个被称为Nimbus的后台程序,它负责在Storm集群内分发代码,分配任务给工作机器,并且负责监控集群运行状态。Nimbus的作用类似于Hadoop中JobTracker的角色。
  • 每个工作节点(Work Node)上运行一个被称为Supervisor的后台程序。Supervisor负责监听从Nimbus分配给它执行的任务,据此启动或停止执行任务的工作进程。每一个工作进程执行一个Topology的子集;一个运行中的Topology由分布在不同工作节点上的多个工作进程组成。

Storm集群组件

Nimbus和Supervisor节点之间所有的协调工作是通过Zookeeper集群来实现的。此外,Nimbus和Supervisor进程都是快速失败(fail-fast)和无状态(stateless)的;Storm集群所有的状态要么在Zookeeper集群中,要么存储在本地磁盘上。这意味着你可以用kill -9来杀死Nimbus和Supervisor进程,它们在重启后可以继续工作。这个设计使得Storm集群拥有不可思议的稳定性。

2. 安装Storm集群

这一章节将详细描述如何搭建一个Storm集群。下面是接下来需要依次完成的安装步骤:

  • 搭建Zookeeper集群;
  • 安装Storm依赖库;
  • 下载并解压Storm发布版本;
  • 修改storm.yaml配置文件;
  • 启动Storm各个后台进程。

2.1 搭建Zookeeper集群

Storm使用Zookeeper协调集群,由于Zookeeper并不用于消息传递,所以Storm给Zookeeper带来的压力相当低。大多数情况下,单个节点的Zookeeper集群足够胜任,不过为了确保故障恢复或者部署大规模Storm集群,可能需要更大规模节点的Zookeeper集群(对于Zookeeper集群的话,官方推荐的最小节点数为3个)。在Zookeeper集群的每台机器上完成以下安装部署步骤:

1)下载安装Java JDK,官方下载链接为http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp,JDK版本为JDK 6或以上。

2)根据Zookeeper集群的负载情况,合理设置Java堆大小,尽可能避免发生swap,导致Zookeeper性能下降。保守期间,4GB内存的机器可以为Zookeeper分配3GB最大堆空间。

3)下载后解压安装Zookeeper包,官方下载链接为http://hadoop.apache.org/zookeeper/releases.html

4)根据Zookeeper集群节点情况,创建如下格式的Zookeeper配置文件zoo.cfg:

tickTime=2000
dataDir=/var/zookeeper/
clientPort=2181
initLimit=5
syncLimit=2
server.1=zoo1:2888:3888
server.2=zoo2:2888:3888
server.3=zoo3:2888:3888

其中,dataDir指定Zookeeper的数据文件目录;其中server.id=host:port:port,id是为每个Zookeeper节点的编号,保存在dataDir目录下的myid文件中,zoo1~zoo3表示各个Zookeeper节点的hostname,第一个port是用于连接leader的端口,第二个port是用于leader选举的端口。

5)在dataDir目录下创建myid文件,文件中只包含一行,且内容为该节点对应的server.id中的id编号。

6)启动Zookeeper服务:

java -cp zookeeper.jar:lib/log4j-1.2.15.jar:conf \ org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain zoo.cfg

也可以通过bin/zkServer.sh脚本启动Zookeeper服务。

7)通过Zookeeper客户端测试服务是否可用:

  • Java客户端下,执行如下命令:
java -cp zookeeper.jar:src/java/lib/log4j-1.2.15.jar:conf:src/java/lib/jline-0.9.94.jar \ org.apache.zookeeper.ZooKeeperMain -server 127.0.0.1:2181

也可以通过bin/zkCli.sh脚本启动Zookeeper Java客户端。

  • C客户端下,进入src/c目录下,编译单线程或多线程客户端:
./configure
make cli_st
make cli_mt

运行进入C客户端:

cli_st 127.0.0.1:2181
cli_mt 127.0.0.1:2181

至此,完成了Zookeeper集群的部署与启动。

注意事项:

  1. 由于Zookeeper是快速失败(fail-fast)的,且遇到任何错误情况,进程均会退出,因此,最好能通过监控程序将Zookeeper管理起来,保证Zookeeper退出后能被自动重启。详情参考这里
  2. Zookeeper运行过程中会在dataDir目录下生成很多日志和快照文件,而Zookeeper运行进程并不负责定期清理合并这些文件,导致占用大量磁盘空间,因此,需要通过cron等方式定期清除没用的日志和快照文件。详情参考这里。具体命令格式如下:java -cp zookeeper.jar:log4j.jar:conf org.apache.zookeeper.server.PurgeTxnLog -n

2.2 安装Storm依赖库

接下来,需要在Nimbus和Supervisor机器上安装Storm的依赖库,具体如下:

  1. ZeroMQ 2.1.7 – 请勿使用2.1.10版本,因为该版本的一些严重bug会导致Storm集群运行时出现奇怪的问题。少数用户在2.1.7版本会遇到"IllegalArgumentException"的异常,此时降为2.1.4版本可修复这一问题。
  2. JZMQ
  3. Java 6
  4. Python 2.6.6
  5. unzip

以上依赖库的版本是经过Storm测试的,Storm并不能保证在其他版本的Java或Python库下可运行。

2.2.1 安装ZMQ 2.1.7

下载后编译安装ZMQ:

wget http://download.zeromq.org/zeromq-2.1.7.tar.gz
tar -xzf zeromq-2.1.7.tar.gz
cd zeromq-2.1.7
./configure
make
sudo make install

注意事项:

  1. 如果安装过程报错uuid找不到,则通过如下的包安装uuid库:
sudo yum install e2fsprogsl  -b current
sudo yum install e2fsprogs-devel  -b current

2.2.2 安装JZMQ

下载后编译安装JZMQ:

git clone https://github.com/nathanmarz/jzmq.git
cd jzmq
./autogen.sh
./configure
make
sudo make install

为了保证JZMQ正常工作,可能需要完成以下配置:

  1. 正确设置 JAVA_HOME环境变量
  2. 安装Java开发包
  3. 升级autoconf
  4. 如果你是Mac OSX,参考这里

注意事项:

1. 如果运行./configure命令出现问题,参考这里

2.2.3 安装Java 6

1. 下载并安装JDK 6,参考这里

2. 配置JAVA_HOME环境变量;

3. 运行java、javac命令,测试java正常安装。

2.2.4 安装Python2.6.6

1. 下载Python2.6.6:

wget http://www.python.org/ftp/python/2.6.6/Python-2.6.6.tar.bz2

2. 编译安装Python2.6.6:

tar –jxvf Python-2.6.6.tar.bz2
cd Python-2.6.6
./configure
make
make install

3. 测试Python2.6.6:

$ python -V
Python 2.6.6

2.2.5 安装unzip

1. 如果使用RedHat系列Linux系统,执行以下命令安装unzip:

apt-get install unzip

2. 如果使用Debian系列Linux系统,执行以下命令安装unzip:

yum install unzip

2.3 下载并解压Storm发布版本

下一步,需要在Nimbus和Supervisor机器上安装Storm发行版本。

1. 下载Storm发行版本,推荐使用Storm0.8.1:

wget https://github.com/downloads/nathanmarz/storm/storm-0.8.1.zip

2. 解压到安装目录下:

unzip storm-0.8.1.zip

2.4 修改storm.yaml配置文件

Storm发行版本解压目录下有一个conf/storm.yaml文件,用于配置Storm。默认配置在这里可以查看。conf/storm.yaml中的配置选项将覆盖defaults.yaml中的默认配置。以下配置选项是必须在conf/storm.yaml中进行配置的:

1) storm.zookeeper.servers: Storm集群使用的Zookeeper集群地址,其格式如下:

storm.zookeeper.servers:
  - "111.222.333.444"
  - "555.666.777.888"

如果Zookeeper集群使用的不是默认端口,那么还需要storm.zookeeper.port选项

2) storm.local.dir: Nimbus和Supervisor进程用于存储少量状态,如jars、confs等的本地磁盘目录,需要提前创建该目录并给以足够的访问权限。然后在storm.yaml中配置该目录,如:

storm.local.dir: "/home/admin/storm/workdir"

3) java.library.path: Storm使用的本地库(ZMQ和JZMQ)加载路径,默认为"/usr/local/lib:/opt/local/lib:/usr/lib",一般来说ZMQ和JZMQ默认安装在/usr/local/lib 下,因此不需要配置即可。

4) nimbus.host: Storm集群Nimbus机器地址,各个Supervisor工作节点需要知道哪个机器是Nimbus,以便下载Topologies的jars、confs等文件,如:

nimbus.host: "111.222.333.444"

5) supervisor.slots.ports: 对于每个Supervisor工作节点,需要配置该工作节点可以运行的worker数量。每个worker占用一个单独的端口用于接收消息,该配置选项即用于定义哪些端口是可被worker使用的。默认情况下,每个节点上可运行4个workers,分别在6700、6701、6702和6703端口,如:

supervisor.slots.ports:
    - 6700
    - 6701
    - 6702
    - 6703

2.5 启动Storm各个后台进程

最后一步,启动Storm的所有后台进程。和Zookeeper一样,Storm也是快速失败(fail-fast)的系统,这样Storm才能在任意时刻被停止,并且当进程重启后被正确地恢复执行。这也是为什么Storm不在进程内保存状态的原因,即使Nimbus或Supervisors被重启,运行中的Topologies不会受到影响。

以下是启动Storm各个后台进程的方式:

  1. Nimbus: 在Storm主控节点上运行"bin/storm nimbus >/dev/null 2>&1 &"启动Nimbus后台程序,并放到后台执行;
  2. Supervisor: 在Storm各个工作节点上运行"bin/storm supervisor >/dev/null 2>&1 &"启动Supervisor后台程序,并放到后台执行;
  3. UI: 在Storm主控节点上运行"bin/storm ui >/dev/null 2>&1 &"启动UI后台程序,并放到后台执行,启动后可以通过http://{nimbus host}:8080观察集群的worker资源使用情况、Topologies的运行状态等信息。

注意事项:

  1. Storm后台进程被启动后,将在Storm安装部署目录下的logs/子目录下生成各个进程的日志文件。
  2. 经测试,Storm UI必须和Storm Nimbus部署在同一台机器上,否则UI无法正常工作,因为UI进程会检查本机是否存在Nimbus链接。
  3. 为了方便使用,可以将bin/storm加入到系统环境变量中。

至此,Storm集群已经部署、配置完毕,可以向集群提交拓扑运行了。

3. 向集群提交任务

1)启动Storm Topology:

storm jar allmycode.jar org.me.MyTopology arg1 arg2 arg3

其中,allmycode.jar是包含Topology实现代码的jar包,org.me.MyTopology的main方法是Topology的入口,arg1、arg2和arg3为org.me.MyTopology执行时需要传入的参数。

2)停止Storm Topology:

storm kill {toponame}

其中,{toponame}为Topology提交到Storm集群时指定的Topology任务名称。

4. 参考资料

1. https://github.com/nathanmarz/storm/wiki/Tutorial

2. https://github.com/nathanmarz/storm/wiki/Setting-up-a-Storm-cluster

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