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8.10. 配置 Kafka 和 ZooKeeper 存储

AMQ Streams 提供了配置 Kafka 和 ZooKeeper 数据存储选项的灵活性。

支持的存储类型有：

  • Ephemeral (推荐只在开发时使用)
  • 持久性
  • JBOD (只限 Kafka；对于 ZooKeeper 不可用)

要配置存储，您可以在组件的自定义资源中指定 storage 属性。存储类型使用 storage.type 属性设置。

您还可以使用节点池功能的预览功能来进行 Kafka 集群的高级存储管理。您可以指定集群中使用的每个节点池的唯一存储配置。Kafka 资源可用的相同存储属性也可用于 KafkaNodePool 池资源。

与存储相关的模式引用提供有关存储配置属性的更多信息：

警告

部署 Kafka 集群后无法更改存储类型。

8.10.1. 数据存储注意事项
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要使 AMQ Streams 正常工作，有效的数据存储基础架构至关重要。我们强烈建议您使用块存储。AMQ Streams 仅测试用于块存储。文件存储（如 NFS）没有被测试，无法保证它可以正常工作。

为您的块存储选择以下选项之一：

注意

AMQ Streams 不需要 OpenShift 原始块卷。

8.10.1.1. 文件系统
复制链接

Kafka 使用文件系统来存储信息。AMQ Streams 与 XFS 和 ext4 文件系统兼容，它们通常与 Kafka 一起使用。在选择和设置文件系统时，请考虑部署的底层架构和要求。

如需更多信息，请参阅 Kafka 文档中的 Filesystem Selection。

8.10.1.2. 磁盘用量
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为 Apache Kafka 和 ZooKeeper 使用单独的磁盘。

虽然使用固态驱动器 (SSD) 并不是必须的，但它可以在大型集群中提高 Kafka 的性能，其中数据会异步发送到多个主题，并从多个主题接收。SSD 与 ZooKeeper 特别有效，这需要快速、低延迟数据访问。

注意

您不需要置备复制存储，因为 Kafka 和 ZooKeeper 都有内置数据复制。

8.10.2. 临时存储
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临时数据存储是临时的。节点上的所有 pod 共享本地临时存储空间。只要使用它的 pod 正在运行，数据就会保留。当 pod 被删除时，数据会丢失。虽然 pod 可以在高可用性环境中恢复数据。

由于其临时性质，仅推荐使用临时存储进行开发和测试。

临时存储使用 emptyDir 卷来存储数据。当 pod 分配给节点时，会创建一个 emptyDir 卷。您可以使用 sizeLimit 属性为 emptyDir 设置存储总量。

重要

临时存储不适用于单节点 ZooKeeper 集群或 Kafka 主题，复制因子为 1。

要使用临时存储，您可以将 Kafka 或 ZooKeeper 资源中的存储类型配置设置为 临时。如果使用节点池的预览功能，也可以在单个节点池的存储配置中指定 ephemeral。

临时存储配置示例

apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    storage:
      type: ephemeral
    # ...
  zookeeper:
    storage:
      type: ephemeral
    # ...
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8.10.2.1. Kafka 日志目录的挂载路径
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Kafka 代理使用临时卷来作为挂载到以下路径的日志目录： 

/var/lib/kafka/data/kafka-logIDX
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其中 IDX 是 Kafka 代理 pod 索引。例如 /var/lib/kafka/data/kafka-log0。

8.10.3. 持久性存储
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持久数据存储在系统中断时保留数据。对于使用持久数据存储的 pod，数据会在 pod 失败后保留，并重启。由于其永久性质，建议在生产环境中使用持久性存储。

要在 AMQ Streams 中使用持久性存储，您可以在 Kafka 或 ZooKeeper 资源的存储配置中指定 persistent-claim。如果使用节点池的预览功能，也可以在单个节点池的存储配置中指定 persistent-claim。

您可以配置资源，以便 pod 使用 持久性卷声明 (PVC) 在持久性卷 (PV) 上发出存储请求。PV 代表按需创建的存储卷，并独立于使用它们的 pod。PVC 请求创建 pod 时所需的存储量。PV 的底层存储基础架构不需要理解。如果 PV 与存储条件匹配，PVC 会绑定到 PV。

您有两个选项来指定存储类型：

storage.type: persistent-claim
如果您选择 persistent-claim 作为存储类型，则会定义一个持久性存储卷。
storage.type: jbod
当您选择 jbod 作为存储类型时，您可以灵活地使用唯一 ID 定义一组持久性存储卷。

在生产环境中，建议配置以下内容：

  • 对于 Kafka 或节点池，使用一个或多个持久性卷将 storage.type 设置为 jbod。
  • 对于 ZooKeeper，将 storage.type 设置为单个持久性卷的 persistent-claim。

持久性存储还具有以下配置选项：

id （可选）
存储标识号。对于 JBOD 存储声明中定义的存储卷，这个选项是必须的。默认值为 0。
Size （必需）
持久性卷声明的大小，如 "1000Gi"。
类 （可选）
PVC 可以通过指定 StorageClass 来请求不同类型的持久性存储。存储类定义存储配置集，并根据该配置集动态置备 PV。如果没有指定存储类，则使用 OpenShift 集群中标记为 default 的存储类。持久性存储选项可能包括 SAN 存储类型或本地持久性卷。
selector （可选）
配置以指定特定 PV。提供 key:value 对，代表所选卷的标签。
deleteClaim (optional)
布尔值，用于指定在卸载集群时是否删除 PVC。默认为 false。
警告

只有在支持持久性卷大小的 OpenShift 版本中才支持增加现有 AMQ Streams 集群中的持久性卷大小。要重新定义大小的持久性卷必须使用支持卷扩展的存储类。对于不支持卷扩展的 OpenShift 和存储类的其他版本，您必须在部署集群前决定必要的存储大小。无法减少现有持久性卷的大小。

Kafka 和 ZooKeeper 持久性存储配置示例

apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    storage:
      type: jbod
      volumes:
      - id: 0
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
      - id: 1
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
      - id: 2
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
    # ...
  zookeeper:
    storage:
      type: persistent-claim
      size: 1000Gi
    # ...
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使用特定存储类的持久性存储配置示例

# ...
storage:
  type: persistent-claim
  size: 500Gi
  class: my-storage-class
# ...
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使用选择器 (selector)来指定提供某些功能的标记的持久性卷，如 SSD。

使用选择器的持久性存储配置示例

# ...
storage:
  type: persistent-claim
  size: 1Gi
  selector:
    hdd-type: ssd
  deleteClaim: true
# ...
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8.10.3.1. 存储类覆盖
复制链接

您可以为一个或多个 Kafka 或 ZooKeeper 节点指定不同的存储类，而不是使用默认存储类。例如，当存储类仅限于不同的可用区或数据中心时，这非常有用。您可以使用 overrides 字段来实现这一目的。

在本例中，默认存储类名为 my-storage-class ：

带有类覆盖的存储配置示例

apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  labels:
    app: my-cluster
  name: my-cluster
  namespace: myproject
spec:
  # ...
  kafka:
    replicas: 3
    storage:
      type: jbod
      volumes:
      - id: 0
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
        class: my-storage-class
        overrides:
        - broker: 0
          class: my-storage-class-zone-1a
        - broker: 1
          class: my-storage-class-zone-1b
        - broker: 2
          class: my-storage-class-zone-1c
      # ...
  # ...
  zookeeper:
    replicas: 3
    storage:
      deleteClaim: true
      size: 100Gi
      type: persistent-claim
      class: my-storage-class
      overrides:
        - broker: 0
          class: my-storage-class-zone-1a
        - broker: 1
          class: my-storage-class-zone-1b
        - broker: 2
          class: my-storage-class-zone-1c
  # ...
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由于配置的 overrides 属性，卷使用以下存储类：

  • ZooKeeper 节点 0 的持久性卷使用 my-storage-class-zone-1a。
  • ZooKeeper 节点 1 的持久性卷使用 my-storage-class-zone-1b。
  • ZooKeeper 节点 2 的持久性卷使用 my-storage-class-zone-1c。
  • Kafka 代理 0 的持久性卷使用 my-storage-class-zone-1a。
  • Kafka 代理 1 的持久性卷使用 my-storage-class-zone-1b。
  • Kafka 代理 2 的持久性卷使用 my-storage-class-zone-1c。

overrides 属性目前仅用于覆盖存储类。目前不支持对其他存储配置属性覆盖。

8.10.3.2. 持久性存储的 PVC 资源
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使用持久性存储时，它会使用以下名称创建 PVC：

data-cluster-name-kafka-idx
用于存储 Kafka 代理 pod idx 数据的卷的 PVC。
data-cluster-name-zookeeper-idx
用于为 ZooKeeper 节点 pod idx 存储数据的卷的 PVC。

8.10.3.3. Kafka 日志目录的挂载路径
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Kafka 代理使用持久性卷作为挂载到以下路径的日志目录： 

/var/lib/kafka/data/kafka-logIDX
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其中 IDX 是 Kafka 代理 pod 索引。例如 /var/lib/kafka/data/kafka-log0。

8.10.4. 重新调整持久性卷大小
复制链接

只要存储基础架构支持，就可以调整集群使用的持久性卷而不造成数据丢失的风险。在配置更新后，AMQ Streams 会指示存储基础架构进行更改。使用 persistent-claim 卷的 AMQ Streams 集群支持存储扩展。

只有在每个代理使用多个磁盘时，才能减少存储。在将磁盘中的所有分区移动到同一代理(intra-broker)或同一集群（集群内）中的其他代理后，您可以删除磁盘。

重要

您无法缩小持久性卷的大小，因为它目前在 OpenShift 中不被支持。

先决条件

  • 支持调整大小的 OpenShift 集群。
  • Cluster Operator 正在运行。
  • 使用支持卷扩展的存储类创建的持久性卷的 Kafka 集群。

流程

  1. 编辑集群的 Kafka 资源。

    更改 size 属性，以增加分配给 Kafka 集群、ZooKeeper 集群或两者的持久性卷大小。

    • 对于 Kafka 集群，更新 spec.kafka.storage 下的 size 属性。
    • 对于 ZooKeeper 集群，更新 spec.zookeeper.storage 下的 size 属性。

    将卷大小增加到 2000Gi的 Kafka 配置

    apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    # ...
    storage:
      type: persistent-claim
      size: 2000Gi
      class: my-storage-class
    # ...
  zookeeper:
    # ...
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  2. 创建或更新资源： 

    oc apply -f <kafka_configuration_file>
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    OpenShift 增加所选持久性卷的容量，以响应 Cluster Operator 的请求。完成调整大小后，Cluster Operator 会重启所有使用调整大小的持久性卷的 pod。这会自动发生。

  3. 验证集群中相关 pod 的存储容量是否已增加： 

    oc get pv
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    带有增加存储的 Kafka 代理 pod

    NAME               CAPACITY   CLAIM
pvc-0ca459ce-...   2000Gi     my-project/data-my-cluster-kafka-2
pvc-6e1810be-...   2000Gi     my-project/data-my-cluster-kafka-0
pvc-82dc78c9-...   2000Gi     my-project/data-my-cluster-kafka-1
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    输出显示了与代理 pod 关联的每个 PVC 的名称。

8.10.5. JBOD 存储
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JBOD 存储允许您将 Kafka 集群配置为使用多个磁盘或卷。这个方法为 Kafka 代理提供了数据存储容量，并可能导致性能改进。JBOD 配置由一个或多个卷定义，每个卷可以是 临时或持久。JBOD 卷声明的规则和约束与临时存储和持久性存储的规则和约束相同。例如，在置备后，您无法缩小持久性存储卷的大小，当类型为 临时 时，您无法更改 sizeLimit 的值。

注意

对 JBOD 存储的支持仅限 Kafka，不支持 ZooKeeper。

要使用 JBOD 存储，您可以将 Kafka 资源中的存储类型配置设置为 jbod。如果您使用节点池的预览功能，也可以在单个节点池的存储配置中指定 jbod。

volumes 属性允许您描述组成 JBOD 存储阵列或配置的磁盘。

JBOD 存储配置示例

apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    storage:
      type: jbod
      volumes:
      - id: 0
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
      - id: 1
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
  # ...
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创建 JBOD 卷后无法更改 ID。您可以从 JBOD 配置中添加或删除卷。

8.10.5.1. JBOD 存储的 PVC 资源
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当持久性存储用于声明 JBOD 卷时，它会创建一个具有以下名称的 PVC：

data-id-cluster-name-kafka-idx
用于存储 Kafka 代理 pod idx 数据的卷的 PVC。id 是用于存储 Kafka 代理 pod 数据的卷的 ID。

8.10.5.2. Kafka 日志目录的挂载路径
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Kafka 代理使用 JBOD 卷作为挂载到以下路径的日志目录： 

/var/lib/kafka/data-id/kafka-logidx
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其中 id 是用于存储 Kafka 代理 pod idx 数据的卷的 ID。例如 /var/lib/kafka/data-0/kafka-log0。

8.10.6. 将卷添加到 JBOD 存储
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此流程描述了如何将卷添加到配置为使用 JBOD 存储的 Kafka 集群中。它不能应用到配置为使用任何其他存储类型的 Kafka 集群。

注意

当在过去和删除的 id 下添加新卷时，您必须确保之前使用的 PersistentVolumeClaims 已被删除。

先决条件

  • 一个 OpenShift 集群
  • 正在运行的 Cluster Operator
  • 具有 JBOD 存储的 Kafka 集群

流程

  1. 编辑 Kafka 资源中的 spec.kafka.storage.volumes 属性。将新卷添加到 volumes 数组中。例如，使用 id 2 添加新卷： 

    apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    # ...
    storage:
      type: jbod
      volumes:
      - id: 0
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
      - id: 1
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
      - id: 2
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
    # ...
  zookeeper:
    # ...
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  2. 创建或更新资源： 

    oc apply -f <kafka_configuration_file>
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  3. 创建新主题或将现有分区重新分配给新磁盘。

    提示

    Cruise Control 是一个重新分配分区的有效工具。要执行 intra-broker 磁盘平衡，您可以在 KafkaRebalance.spec 下将 rebalanceDisk 设置为 true。

8.10.7. 从 JBOD 存储中删除卷
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此流程描述了如何从配置为使用 JBOD 存储的 Kafka 集群中删除卷。它不能应用到配置为使用任何其他存储类型的 Kafka 集群。JBOD 存储始终必须包含至少一个卷。

重要

为了避免数据丢失，您必须在删除卷前移动所有分区。

先决条件

  • 一个 OpenShift 集群
  • 正在运行的 Cluster Operator
  • 具有两个或多个卷的 JBOD 存储的 Kafka 集群

流程

  1. 从您要删除的磁盘中重新分配所有分区。分区中的任何数据仍被分配给要删除的磁盘。

    提示

    您可以使用 kafka-reassign-partitions.sh 工具重新分配分区。

  2. 编辑 Kafka 资源中的 spec.kafka.storage.volumes 属性。从 volumes 阵列中删除一个或多个 卷。例如，使用 ids 1 和 2 删除卷： 

    apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: Kafka
metadata:
  name: my-cluster
spec:
  kafka:
    # ...
    storage:
      type: jbod
      volumes:
      - id: 0
        type: persistent-claim
        size: 100Gi
        deleteClaim: false
    # ...
  zookeeper:
    # ...
    Copy to Clipboard Toggle word wrap

  3. 创建或更新资源： 

    oc apply -f <kafka_configuration_file>
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