Strom集群结构是有一个主节点（nimbus）和多个工作节点（supervisor）组成的主从结构，主节点通过配置静态指定（还有一种主从结构是在运行时动态选举，比如zookeeper）。通常这种主从结构存在出现单点故障的风险，Storm通过特殊处理规避这种风险，后面将解释Storm的半容错结构。

nimbus与supervisor都是Storm提供的后台守护进程，之间的通信是结合Zookeeper的状态变更通知和监控通知来处理。如下图所示：

storm cluster

Storm对Zookeeper的使用相对比较轻量，不会造成很重的资源负担。单节点的Zookeeper集群能够满足大部分的需求，但是如果部署大型Storm集群，为了Storm的稳定性，就需要相对大点的Zookeeper集群。

nimbus

nimbus进程的主要职责是管理、协调和监控集群上运行的topology（包括topology的发布、任务指派、时间处理时重新指派任务等）。

topology的发布，需要将预先打成jar的topology和配置信息提交到nimbus服务器，当nimbus接收到topology压缩包，会将jar包分发到足够数量的supervisor节点上。当supervisor节点接收到topology压缩文件，nimbus就会指派task（bolt、spout实例）到每个supervisor并且发送信号指示supervisor生成足够的worker来执行指定task。

nimbus通过Zookeeper记录所有supervisor节点的状态和分配给它们的task。如果nimbus发现某个supervisor没有上报心跳或已经不可达，它将会把分配给故障supervisor的task重新分配给其他节点。

严格来讲，nimbus不会出现单点故障。这个特性是因为nimbus进程不参与topology（拓扑）的数据处理过程，仅仅是管理topology的初始化、任务分发和进行监控，所以如果nimbus在topology运行时停止，不会影响topology的运行。

supervisor

supervisor进程等待nimbus分配任务后生成并监控worker（jvm进程）执行任务。supervisor与worker运行在不同的jvm上，如果由supervisor启动的某个worker因为错误异常退出（或被kill掉），supervisor会尝试重新生成新的worker进程。

ui

ui进程是为Stom集群提供一个web的gui监控界面，对正在运行的nimbus、supervisor、topology进行展示，对正在运行的topology有一定管理功能，提供其统计信息，对监控Storm集群的运转和topology的功能有很大的帮助。ui进程属于Storm的可选服务，可以自由选择启动或不启动。

集群部署

Strom的集群部署非常简单，而且nimbus、supervisor、zookeeper可以部署在同一台机器上，实现简单的伪分布式模式，其部署过程分为下面几步：

部署Zookeeper集群
在nimbus、supervisor节点上安装依赖
下载定解压storm的执行包到nimbus、supervisor机器上（使用直接使用tar命令进行解压即可）
在storm.yaml配置必填项
通过storm命令启动进程

Zookeeper集群

关于Zookeeper集群的部署，可以查看ZooKeeper安装部署或A Guide to Deployment and Administration。

安装依赖

在nimbus、supervisor所在的机器上安装依赖，主要包括java和python，当前版本java最低使用jdk6，因为python2和3版本不兼容，官方推荐使用Python2.6.6。

下载解压

wget或culr直接从这里下载压缩包，通过tar命令解压即可。

配置storm.yaml

Storm需要配置的文件是conf/storm.yaml，其默认配置在这里，storm.yaml会覆盖defaults.yaml中的配置。

storm.zookeeper.servers：Zookeeper集群的host列表，如下：

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

storm.zookeeper.port：如果Zookeeper集群没有是用默认的端口号8080，使用storm.zookeeper.port修改配置，比如：storm.zookeeper.port: 9999。
storm.local.dir：nimbus与supervisor守护进程需要一个文件夹来存储少量的状态数据（比如jar包、配置等）。该配置决定了nimbus和supervisor将信息存储在哪。该目录必须存在，且对当前用户有适当的操作权限，这个目录的内容必须在集群运行的过程中一直存在，所以避免在/tmp目录下创建。比如：
```
 storm.local.dir: "/mnt/storm"
```
nimbus.host：集群中的nimubs节点位置，worker需要知道从哪里下载topology的jar包和配置信息，比如：
```
 nimbus.host: "111.222.333.444"
```
supervisor.slots.ports：配置supervisor节点上每个worker使用的监听端口，每个worker使用单独的监听端口，这样，端口个数就限制了worker数量。默认有4个worker，对应端口是6700\6701\6702\6703，比如：
```
 supervisor.slots.ports:
     - 6700
     - 6701
     - 6702
     - 6703
```

另外，storm集群还有一些可选配置，可以根据需要重新配置。storm的所有配置都可以通过前缀区分作用域，如下表所示：

前缀	分类
storm.*	通用配置
nimbus.*	Nimbus配置
supervisor.*	Supervisor配置
topology.*	Topology配置
ui.*	Storm UI配置
worker.*	Worker配置
zmq.*	Zero MQ配置
drpc.*	DRPC服务配置

启动

最后是启动Storm守护进程，关键是需要在监控（supervison）下启动每个进程。因为Storm是快速失败的模式，也就是说，进程遇到任何意外情况，都会立即停止。Storm被设计成能够安全退成、快速回复的无状态进程。如果nimbus或supervisor重启了，不会对运行中的topology产生任何影响。

可执行程序

Storm提供了多用途的命令行程序，可以用来启动守护进程、执行topology管理等操作，基础命令格式为：storm [command] [arguments]...。

守护进程命令

nimbus：./bin/storm nimbus，启动nimbus守护进程；
supervisor：./bin/storm supervisor，启动supervisor守护进程；
ui：./bin/storm ui，默认端口是8080，可以通过浏览器访问。

管理命令

Storm的管理命令用来发布和管理集群的topology，通常需要在Storm集群外的工作站执行，管理命令从~/.storm/storm.yaml文件中查找nimbus主机名，比如：

nimbus.host: "nimbus"

jar：storm jar topology_jar topology_class [arguments...]，用来向Storm提交topology，会上传topology_jar文件到nimbus并分发到整个集群，使用指定topology_class中的main方法。提交完成后，Storm会激活并开始运行topology。main方法中需要有StormSubmitter.submitTopology方法，并需要有一个唯一的topology名，如果集群中有同名的topology，jar命令会执行失败。
kill：storm kill topology_name [-w wait_time]，用来关闭已经部署的topology。该命令通过topology_name来关闭topology，Storm会在topology.message.timeout.secs定义的时间或-m参数定义的时间后，是topology的spout取消激活。然后停止worker进程，并尝试清理所有存储的状态信息。也可以在Storm UI上进行操作。
deactivate：storm deactivate topology_name，用来通知Storm停止特定的topology的spout发送tuple，可以在Storm UI上取消激活操作。
active：storm activate topology_name，用来通知Storm重新回复指定的topology的spout发送tuple，可以在Storm UI上重新激活操作。
rebalance：storm rebalance topology_name [-w wait_time] [-n worker_count] [-e component_name=executer_count]，只是Storm在集群的worker之间重新平均分派任务，不需要关闭或重新提交现有topology。还可以通过-n或-e参数修改topology分配的worker数及每个task分配的executor数。当执行rebalance命令时，Storm会先取消激活topology，等待配置的时间是剩余的tuple完成处理，然后在supervisor节点中均匀分配worker。重新平衡后，Storm会将topology重新激活。比如：等待15秒，指定5个worker，指定sentece-spout使用4个executor、split-bolt使用8个eexecutor，命令为：storm rebalance wordcount-topology -w 15 -n 5 -e sentence-spout=4 -e split-bolt=8。
remoteconfvalue：storm remoteconfvalue conf-name，用来查看集群中配置参数。可以看到整个集群的公共配置，不能单独查看topology中覆盖的特殊配置。

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