11.2.3 集群规划与节点角色

本节聚焦 ZooKeeper 集群的容量与角色规划，目标是保证可用性与一致性，并为后续部署与扩容预留空间。规划必须落实到节点数量、角色、拓扑、硬件与业务规模的量化匹配。

原理草图（角色与投票关系）：

规划要点与命令验证示例：
- 节点数量：推荐奇数 3/5/7，保证过半选举。
- 角色分配：默认投票成员（Leader/Follower）；Observer 仅扩展读性能。
- 机房/机架分布：跨机架/可用区，保证网络低延迟。
- 硬件建议：SSD、低延迟磁盘、充足内存缓存事务日志/快照。
- 业务规模匹配：基于连接数、watch 数、TPS 与数据量估算。

示例：小型环境（3 节点投票成员）规划与验证

# 规划主机名与 IP（示例）
# zk1 10.0.0.11
# zk2 10.0.0.12
# zk3 10.0.0.13

# 统一 /etc/hosts（每台执行）
cat >>/etc/hosts <<'EOF'
10.0.0.11 zk1
10.0.0.12 zk2
10.0.0.13 zk3
EOF

# 时钟同步检查（误差建议 < 1s）
timedatectl status
chronyc sources -v

角色配置示例（myid 与 zoo.cfg 片段，配合后续“集群配置与启动”使用）：

# 每台写入唯一 myid（示例：zk1 写 1）
echo 1 >/data/zookeeper/myid

# zoo.cfg（核心集群参数示例）
cat >/etc/zookeeper/zoo.cfg <<'EOF'
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper
clientPort=2181
server.1=zk1:2888:3888
server.2=zk2:2888:3888
server.3=zk3:2888:3888
EOF

读多写少扩展示例（3 投票 + 1 Observer）：

# zk4 作为 Observer：myid=4，配置增加 observer 角色
cat >/etc/zookeeper/zoo.cfg <<'EOF'
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper
clientPort=2181
server.1=zk1:2888:3888
server.2=zk2:2888:3888
server.3=zk3:2888:3888
server.4=zk4:2888:3888:observer
EOF

规划计算参考（容量与并发）：
- 连接数：单节点建议控制在 2w~5w（视 JVM/硬件）
- watch 数：单节点 watch 建议 < 100w
- 写入 TPS：Leader 为瓶颈，写多场景优先提升 Leader 磁盘与 CPU

验证节点角色与法定人数（部署后使用）：

# 查看节点角色（Leader/Follower/Observer）
echo stat | nc zk1 2181

# 查看集群成员与状态
echo ruok | nc zk1 2181   # 预期: imok
echo mntr | nc zk1 2181   # 查看连接数、TPS 等指标

常见规划排错提示：
- 偶数节点导致选举抖动：减少为奇数或增加 Observer。
- 跨机房高延迟：出现频繁 re-election，需缩短 RTT 或分区部署。
- Leader 负载过高：增加 Observer 分担读，或升级 Leader 硬件。

练习：
1. 设计 5 节点跨两个机房的拓扑，标注投票成员与 Observer。
2. 估算你的业务峰值 TPS 与 watch 数，给出 3/5/7 节点的选型理由。
3. 在 3 投票 + 1 Observer 规划下，写出完整的 server.N 配置行。