在 Red Hat 8 中安装和配置 Cassandra

本文将介绍如何在 Red Hat 8 的系统中安装和配置 Cassandra，以及如何使用基本的命令和 CQL 操作数据库。

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Cassandra 是一个分布式的 NoSQL 数据库，它可以提供高可用性，高扩展性，高性能和一致性的数据存储服务。Cassandra 的主要特点是：

  • 使用环形架构，没有单点故障
  • 支持多数据中心和云平台的部署
  • 提供灵活的数据模型，支持动态列和多种数据类型
  • 提供 CQL (Cassandra Query Language) 作为 SQL 的变体，方便用户操作数据
  • 提供多种客户端驱动，支持多种编程语言

本文将介绍如何在 Red Hat 8 的系统中安装和配置 Cassandra，以及如何使用基本的命令和 CQL 操作数据库。

先决条件

在开始安装和配置 Cassandra 之前，您需要准备以下内容：

  • 一台或多台运行 Red Hat 8 的服务器，具有 root 权限或 sudo 权限
  • 确保服务器之间可以通过网络互相访问，如果使用防火墙，需要开放以下端口：
    • TCP 端口 7000：用于节点之间的通信
    • TCP 端口 7001：用于节点之间的加密通信
    • TCP 端口 7199：用于 JMX 监控
    • TCP 端口 9042：用于 CQL 客户端连接
    • TCP 端口 9160：用于 Thrift 客户端连接
  • 安装 Java 8 或更高版本，可以使用 java -version 命令检查 Java 的版本
  • 下载 Cassandra 的二进制包，可以从 官网 或者 镜像站点 获取最新的版本，本文使用的是 4.0.1 版本

安装 Cassandra

在每台服务器上执行以下步骤，安装 Cassandra：

解压下载的 Cassandra 的二进制包，可以使用以下命令：

tar -xzvf apache-cassandra-4.0.1-bin.tar.gz

将解压后的目录移动到 /opt 目录下，可以使用以下命令：

sudo mv apache-cassandra-4.0.1 /opt/cassandra

创建一个名为 cassandra 的用户和用户组，用于运行 Cassandra，可以使用以下命令：

sudo groupadd cassandra
sudo useradd -g cassandra -d /opt/cassandra cassandra

更改 Cassandra 目录和子目录的所有者和权限，可以使用以下命令：

sudo chown -R cassandra:cassandra /opt/cassandra
sudo chmod -R 755 /opt/cassandra

创建 Cassandra 的数据目录，日志目录，缓存目录，可以使用以下命令：

sudo mkdir -p /var/lib/cassandra/data
sudo mkdir -p /var/lib/cassandra/commitlog
sudo mkdir -p /var/lib/cassandra/saved_caches
sudo mkdir -p /var/log/cassandra

更改这些目录的所有者和权限，可以使用以下命令：

sudo chown -R cassandra:cassandra /var/lib/cassandra
sudo chown -R cassandra:cassandra /var/log/cassandra
sudo chmod -R 755 /var/lib/cassandra
sudo chmod -R 755 /var/log/cassandra

配置 Cassandra

在每台服务器上执行以下步骤，配置 Cassandra：

编辑 Cassandra 的配置文件 /opt/cassandra/conf/cassandra.yaml，可以使用以下命令：

sudo vi /opt/cassandra/conf/cassandra.yaml

在配置文件中，修改以下参数，根据您的实际情况进行调整：

cluster_name: "MyCassandraCluster" # 集群的名称，需要保持一致
num_tokens: 256 # 每个节点分配的令牌数量，建议使用 256
seed_provider: # 种子节点的提供者，需要包含至少一个种子节点的地址
  - class_name: org.apache.cassandra.locator.SimpleSeedProvider
    parameters:
      - seeds: "192.168.1.10" # 种子节点的地址，用逗号分隔，建议使用至少两个种子节点
listen_address: 192.168.1.10 # 本地节点的地址，用于节点之间的通信，不能使用 0.0.0.0 或 127.0.0.1
rpc_address: 192.168.1.10 # 本地节点的地址，用于客户端连接，不能使用 0.0.0.0，可以使用 127.0.0.1
endpoint_snitch: GossipingPropertyFileSnitch # 节点的信息提供者，建议使用 GossipingPropertyFileSnitch

编辑 Cassandra 的环境变量文件 /opt/cassandra/conf/cassandra-env.sh，可以使用以下命令：

sudo vi /opt/cassandra/conf/cassandra-env.sh

在环境变量文件中，修改以下参数，根据您的实际情况进行调整：

MAX_HEAP_SIZE="4G" # Cassandra 的最大堆内存大小，建议使用物理内存的四分之一
HEAP_NEWSIZE="800M" # Cassandra 的新生代堆内存大小，建议使用最大堆内存大小的四分之一
JVM_OPTS="$JVM_OPTS -Dcassandra.ring_delay_ms=30000" # Cassandra 的环形延迟时间，建议使用 30000 毫秒

编辑 Cassandra 的拓扑文件 /opt/cassandra/conf/cassandra-rackdc.properties，可以使用以下命令：

sudo vi /opt/cassandra/conf/cassandra-rackdc.properties

在拓扑文件中，修改以下参数，根据您的实际情况进行调整：

dc=DC1 # 数据中心的名称，需要保持一致
rack=RAC1 # 机架的名称，可以根据不同的服务器进行区分

启动 Cassandra

在每台服务器上执行以下步骤，启动 Cassandra：

切换到 cassandra 用户，可以使用以下命令：

sudo su - cassandra

运行 Cassandra 的启动脚本，可以使用以下命令：

/opt/cassandra/bin/cassandra

检查 Cassandra 的运行状态，可以使用以下命令：

/opt/cassandra/bin/nodetool status

如果看到类似以下的输出，说明 Cassandra 已经成功启动，并且节点之间已经形成了集群：

Datacenter: DC1
================
Status=Up/Down
|/ State=Normal/Leaving/Joining/Moving
--  Address       Load       Tokens       Owns    Host ID                               Rack
UN  192.168.1.10  223.77 KiB  256          ?       3c9a7f6a-9c8d-4f0f-9a2c-4b4a0c1f0f0f  RAC1
UN  192.168.1.11  223.77 KiB  256          ?       5a9f7f6a-9c8d-4f0f-9a2c-4b4a0c1f0f0f  RAC1
UN  192.168.1.12  223.77 KiB  256          ?       6a9f7f6a-9c8d-4f0f-9a2c-4b4a0c1f0f0f  RAC1

操作 Cassandra

在任意一台服务器上执行以下步骤，操作 Cassandra：

运行 Cassandra 的命令行工具 cqlsh，可以使用以下命令：

/opt/cassandra/bin/cqlsh 192.168.1.10

如果看到类似以下的输出，说明已经成功连接到 Cassandra 的节点：

Connected to MyCassandraCluster at 192.168.1.10:9042.
[cqlsh 6.0.0 | Cassandra 4.0.1 | CQL spec 3.4.5 | Native protocol v5]
Use HELP for help.
cqlsh>

在 cqlsh 中，可以使用 CQL 语句操作数据库，比如创建键空间，创建表，插入数据，查询数据等。例如，可以使用以下语句创建一个名为 test 的键空间，使用 SimpleStrategy 作为复制策略，复制因子为 3：

CREATE KEYSPACE test WITH replication = {'class': 'SimpleStrategy', 'replication_factor': 3};

可以使用以下语句切换到 test 键空间：

USE test;

可以使用以下语句创建一个名为 users 的表，包含 id，name，age，email 四个字段，其中 id 作为主键：

CREATE TABLE users (
  id int PRIMARY KEY,
  name text,
  age int,
  email text
);

可以使用以下语句插入一些数据到 users 表中：

INSERT INTO users (id, name, age, email) VALUES (1, 'Alice', 25, '[email protected]');
INSERT INTO users (id, name, age, email) VALUES (2, 'Bob', 30, '[email protected]');
INSERT INTO users (id, name, age, email) VALUES (3, 'Charlie', 35, '[email protected]');

可以使用以下语句查询 users 表中的所有数据：

SELECT * FROM users;

如果看到类似以下的输出，说明数据已经成功插入和查询：

 id | name    | age | email
----+---------+-----+--------------------
  1 |   Alice |  25 | [email protected]
  2 |     Bob |  30 |   [email protected]
  3 | Charlie |  35 | [email protected]

可以使用以下语句更新 users 表中的某些数据，比如将 id 为 1 的用户的 age 改为 26：

UPDATE users SET age = 26 WHERE id = 1;

可以使用以下语句删除 users 表中的某些数据，比如将 id 为 3 的用户删除：

DELETE FROM users WHERE id = 3;

可以使用以下语句退出 cqlsh：

EXIT;

结论

本文介绍了如何在 Red Hat 8 的系统中安装和配置 Cassandra，以及如何使用基本的命令和 CQL 操作数据库。Cassandra 是一个强大的分布式 NoSQL 数据库，可以满足大数据场景下的数据存储需求。