基于Docker创建Cassandra集群

骑猪看日落 2023-02-22 05:25 296阅读 0赞

# 一、概述 #

## 简介 ##

*  Cassandra是一个开源分布式NoSQL数据库系统。
 *  它最初由Facebook开发，用于储存收件箱等简单格式数据，集GoogleBigTable的数据模型与Amazon Dynamo的完全分布式的架构于一身。Facebook于2008将 Cassandra 开源，此后，由于Cassandra良好的可扩展性，被Digg、Twitter等知名Web 2.0网站所采纳，成为了一种流行的分布式结构化数据存储方案。
 *  不过国内并未流行起来，除了最早的淘宝和360在用，加上阿里巴巴后来一直在推崇HBase，就GG了。。。

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## 特点 ##

*  Cassandra的主要特点就是它不是一个数据库，而是由一堆数据库节点共同构成的一个分布式网络服务，对Cassandra 的一个写操作，会被复制到其他节点上去，对Cassandra的读操作，也会被路由到某个节点上面去读取。对于一个Cassandra集群来说，扩展性能是比较简单的事情，只管在群集里面添加节点就可以了。
 *  上面的话太官方了，哈哈哈。，简单来说呢就是说它是一个P2P去中心化的东西，咱门平时传统用的数据库都会有Master/Slave，在复杂的场景下对于Master进行扩展是个非常麻烦的事，而Cassandra帮助我们解决了这个麻烦。
 *  它是一个面向列的数据库，不向传统结构式数据库是用表来模拟关系，也就是说你可以随意扩展你的字段。你可以想象cassandra是一个连续嵌套的Map结构。如下图所示

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# 二、docker搭建 #

## 环境说明 ##

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>操作系统</td> 
   <td>docker版本</td> 
   <td>ip地址</td> 
   <td>配置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>centos 7.6</td> 
   <td>19.03.12</td> 
   <td>192.168.31.229</td> 
   <td>4核8g</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 下载镜像 ##

官方地址：[https://hub.docker.com/\_/cassandra][https_hub.docker.com_cassandra]

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目前最新版本是3.11.6

下载镜像

docker pull cassandra

## Docker Compose部署 ##

Cassandra采用去中心化的集群架构，没有master节点的概念；但是会有seed节点在新节点连入时通知当前集群。

下面的Docker Compose模板将为你创建一个包含3个节点的Cassandra集群，其中第一个容器“cassandra-1”为seed节点。

新建目录/opt/cassandra，结构如下：

./
    ├── cassandra.yaml
    └── docker-compose.yaml

### cassandra.yaml  ###

cassandra.yaml 是从cassandra容器里面拷贝出来的。

先运行一个单节点的cassandra

docker run -it cassandra /bin/bash

再开一个新的窗口，拷贝配置文件。

cd /opt/cassandra
    docker cp tmp-cassandra:/opt/cassandra/conf/cassandra.yaml .

修改cassandra.yaml，将

authenticator: AllowAllAuthenticator

修改为：

authenticator: PasswordAuthenticator

这样做的目的是为了，可以使用用户名和密码，进行远程连接。默认的策略，好像只能本地连接。

### docker-compose.yaml ###

version: '3'
    services:
      cassandra-1:
        image: cassandra
        container_name: cassandra-1
        volumes:
          - ./cassandra.yaml:/opt/cassandra/conf/cassandra.yaml
          - /data/cassandra-cluster/cassandra-1/cassandra:/var/lib/cassandra
        environment:
          - CASSANDRA_BROADCAST_ADDRESS=cassandra-1
        ports:
          - "7000:7000"
          - "9042:9042"
        restart: always
      cassandra-2:
        image: cassandra
        container_name: cassandra-2
        volumes:
          - ./cassandra.yaml:/opt/cassandra/conf/cassandra.yaml
          - /data/cassandra-cluster/cassandra-2/cassandra:/var/lib/cassandra
        environment:
          - CASSANDRA_BROADCAST_ADDRESS=cassandra-2
          - CASSANDRA_SEEDS=cassandra-1
        ports:
          - "7001:7000"
          - "9043:9042"
        depends_on:
          - cassandra-1
        restart: always
      cassandra-3:
        image: cassandra
        container_name: cassandra-3
        volumes:
          - ./cassandra.yaml:/opt/cassandra/conf/cassandra.yaml
          - /data/cassandra-cluster/cassandra-3/cassandra:/var/lib/cassandra
        environment:
          - CASSANDRA_BROADCAST_ADDRESS=cassandra-3
          - CASSANDRA_SEEDS=cassandra-1
        ports:
          - "7002:7000"
          - "9044:9042"
        depends_on:
          - cassandra-2
        restart: always

说明：

cassandra.yaml 挂载到容器中，开启用户远程登录。

/data/cassandra-cluster 是本地目录，用来做持久化的。

CASSANDRA\_BROADCAST\_ADDRESS 此变量用于控制向其他节点播发哪个IP地址。

CASSANDRA\_SEEDS 这个变量是用逗号分隔的IP地址列表，gossip 用来引导加入集群的新节点。

### cassandra 常用端口 ###

*  7199 - JMX（8080 pre Cassandra 0.8.xx）
 *  7000 - 节点间通信（如果启用了TLS，则不使用）
 *  7001 - TLS节点间通信（使用TLS时使用）
 *  9160 - Thrift客户端API
 *  9042 - CQL本地传输端口

在上面的docker-compose.yaml中，映射了2个端口。我一般只使用9042端口，用来做远程连接！

## 调整系统参数 ##

vi /etc/sysctl.conf

修改参数

vm.max_map_count=1048575

刷新参数

sysctl -p

如果不做这一步，启动Cassandra集群时，会有警告信息

WARN  [main] 2020-07-01 05:59:39,699 StartupChecks.java:311 - Maximum number of memory map areas per process (vm.max_map_count) 65530 is too low, recommended value: 1048575, you can change it with sysctl.

## 启动docker-compose ##

创建持久化目录

mkdir -p /data/cassandra-cluster/cassandra-{
        1,2,3}

现在，我们可以轻松利用 docker-compose 命令来启动Cassandra集群了

docker-compose up -d

启动之后，需要等待1分钟左右。

这个时候，如果使用docker logs命令查看日志，会发现它会有一些报错，请不必理会！

因为我把数据目录映射了出来，默认是空的。所以第一次启动时，会报错。不过没有关系，docker会自动重新启动几次。

在第3次时，就会启动成功了。

## 查看日志 ##

docker logs -f cassandra-1

输出：

...
    INFO  [main] 2020-07-01 06:11:12,670 Server.java:159 - Starting listening for CQL clients on /0.0.0.0:9042 (unencrypted)...
    INFO  [main] 2020-07-01 06:11:12,791 CassandraDaemon.java:556 - Not starting RPC server as requested. Use JMX (StorageService->startRPCServer()) or nodetool (enablethrift) to start it
    INFO  [OptionalTasks:1] 2020-07-01 06:11:13,588 CassandraRoleManager.java:372 - Created default superuser role 'cassandra'

看到了9042，说明集群已经工作正常了！

## 查看集群状态 ##

查看容器运行状态

# docker-compose ps
       Name                  Command               State                            Ports                          
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    cassandra-1   docker-entrypoint.sh cassa ...   Up      0.0.0.0:7000->7000/tcp, 7001/tcp, 7199/tcp,             
                                                           0.0.0.0:9042->9042/tcp, 9160/tcp                        
    cassandra-2   docker-entrypoint.sh cassa ...   Up      0.0.0.0:7001->7000/tcp, 7001/tcp, 7199/tcp,             
                                                           0.0.0.0:9043->9042/tcp, 9160/tcp                        
    cassandra-3   docker-entrypoint.sh cassa ...   Up      0.0.0.0:7002->7000/tcp, 7001/tcp, 7199/tcp,             
                                                           0.0.0.0:9044->9042/tcp, 9160/tcp

使用Cassandra自带命令，查看Cassandra集群状态

# docker exec -ti cassandra-1 cqlsh -u cassandra -pcassandra cassandra-2 -e "DESCRIBE CLUSTER"
    
    Cluster: Test Cluster
    Partitioner: Murmur3Partitioner

由于开启了密码认证。连接cassandra时，需要用户名和密码。这里的-u参数指定用户名，-p指定密码。

由此可知，默认的用户名和密码都是cassandra

# 三、Cassandra Cqlsh #

这里大概介绍Cassandra查询语言shell，并解释如何使用其命令。

默认情况下，Cassandra提供一个提示Cassandra查询语言shell（cqlsh），允许用户与它通信。使用此shell，您可以执行Cassandra查询语言（CQL）。

使用cqlsh，你可以

*  定义模式，
 *  插入数据，
 *  执行查询。

## 启动cqlsh ##

# docker exec -it cassandra-1 /bin/bash
    root@4881bf50f2d5:/# cqlsh -u cassandra -pcassandra
    Connected to Test Cluster at 127.0.0.1:9042.
    [cqlsh 5.0.1 | Cassandra 3.11.6 | CQL spec 3.4.4 | Native protocol v4]
    Use HELP for help.
    cassandra@cqlsh>

## 查询keyspaces ##

列出来的相当于关系型数据的的系统数据库名

cassandra@cqlsh> describe keyspaces;
    
    system_traces  system_schema  system_auth  system  system_distributed

## 创建数据库 ##

cassandra@cqlsh> CREATE KEYSPACE IF NOT EXISTS mycasdb WITH REPLICATION = {'class': 'SimpleStrategy','replication_factor':3};
    cassandra@cqlsh> describe keyspaces;
    
    system_schema  system_auth  mycasdb  system  system_distributed  system_traces

解释：

Replication Factor : 复制因数。 表示一份数据在一个DC 之中包含几份。常用奇数~ 比如我们项目组设置的replication\_factor=3

Replica placement strategy : 复制策略。 默认的是SimpleStrategy. 如果是单机架、单数据中心的模式，保持使用SimpleStrtegy即可。

## 创建表 ##

在mycasdb数据库中创建一个表，首先使用use mycasdb;表示要使用此数据库，然后在使用：

cassandra@cqlsh> use mycasdb;
    cassandra@cqlsh:mycasdb> CREATE TABLE user (id int,user_name varchar,PRIMARY KEY (id));

## 查看表 ##

查看数据库中的表

cassandra@cqlsh:mycasdb> describe tables;
    
    user

## 插入表数据 ##

向user表中插入输入，使用：

cassandra@cqlsh:mycasdb> INSERT INTO user (id,user_name) VALUES (1,'sxj');
    cassandra@cqlsh:mycasdb> INSERT INTO user (id,user_name) VALUES (2,'sxj12');
    cassandra@cqlsh:mycasdb> INSERT INTO user (id,user_name) VALUES (3,'sxj123');
    cassandra@cqlsh:mycasdb> INSERT INTO user (id,user_name) VALUES (4,'sxj1234');

## 查询表数据 ##

cassandra@cqlsh:mycasdb> select * from user;
    
     id | user_name
    ----+-----------
      1 |       sxj
      2 |     sxj12
      4 |   sxj1234
      3 |    sxj123
    
    (4 rows)

## 删除语句 ##

cassandra@cqlsh:mycasdb> delete from user where id=2;
    cassandra@cqlsh:mycasdb> select * from user;
    
     id | user_name
    ----+-----------
      1 |       sxj
      4 |   sxj1234
      3 |    sxj123
    
    (3 rows)

在删除语句时必须加条件，否则会出现：SyntaxException:line 1:16 mismatched input ';' expecting K\_WHERE，如下所示：

cassandra@cqlsh:mycasdb> delete from user;
    SyntaxException: line 1:16 mismatched input ';' expecting K_WHERE

本文参考链接：

[https://yq.aliyun.com/articles/61950][https_yq.aliyun.com_articles_61950]

[https://blog.csdn.net/toefllitong/article/details/79041155][https_blog.csdn.net_toefllitong_article_details_79041155]

[https://blog.csdn.net/lixinkuan328/article/details/92238083][https_blog.csdn.net_lixinkuan328_article_details_92238083]

[https://www.w3cschool.cn/cassandra/cassandra\_cqlsh.html][https_www.w3cschool.cn_cassandra_cassandra_cqlsh.html]

[format_png]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pbWcyMDIwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM0MTA5MC8yMDIwMDcvMTM0MTA5MC0yMDIwMDcwMTE0NTE0MDI0MC04NDMwNDY5MzAucG5n?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9pbWcyMDIwLmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM0MTA5MC8yMDIwMDcvMTM0MTA5MC0yMDIwMDcwMTE0NTIzOTQ3My0xNzA5MDg0MTc0LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[https_hub.docker.com_cassandra]: https://hub.docker.com/_/cassandra
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[https_yq.aliyun.com_articles_61950]: https://yq.aliyun.com/articles/61950
[https_blog.csdn.net_toefllitong_article_details_79041155]: https://blog.csdn.net/toefllitong/article/details/79041155
[https_blog.csdn.net_lixinkuan328_article_details_92238083]: https://blog.csdn.net/lixinkuan328/article/details/92238083
[https_www.w3cschool.cn_cassandra_cassandra_cqlsh.html]: https://www.w3cschool.cn/cassandra/cassandra_cqlsh.html