Apache IoTDB（2）：时序数据库 IoTDB 集群安装部署的技术优势与适用场景分析

引言

在物联网与工业互联网快速发展的背景下，时序数据管理成为企业数字化转型的关键技术。Apache IoTDB作为一款专为时序数据设计的开源数据库，凭借其高性能、高可用性和易扩展性，在工业监控、智能电网、车联网等领域得到广泛应用

本文将介绍IoTDB的产品特性，并带领各位小伙伴详细讲述三节点集群（1主2从）的部署流程，基于稳定1.3.2版本，提供可落地的安装指南

Apache IoTDB 单机版安装点击下方链接：
👉Apache IoTDB 时序数据库介绍与单机版安装部署指南

一、Apache IoTDB产品概述

1.1 核心架构设计

博主以IoTDB经典集群部署架构3C3D（3个ConfigNode和3个DataNode）为案例，即通常所说的3C3D集群。架构图如下：

IoTDB采用"计算存储分离"的分布式架构，支持多节点协同工作：

• ConfigNode：负责元数据管理与集群协调（主节点）
• DataNode：承担数据存储与计算任务（从节点）
• ZooKeeper集成：实现集群状态同步与故障检测

1.2 组件关系

1.3 核心优势

1. 高吞吐量：单节点支持百万级数据点/秒写入
2. 压缩算法：内置多种压缩策略（SNAPPY/GZIP），存储成本降低70%
3. 查询优化：支持SQL-like语法与复杂时序查询
4. 生态兼容：集成Grafana、Spark、Flink等组件

二、Apache IoTDB 集群部署环境准备

2.1 硬件配置建议

节点类型	CPU核心数	内存	存储	网络带宽
ConfigNode	4	16GB	100GB	1Gbps
DataNode	8	32GB	500GB	10Gbps

2.2 预配置

# 配置文件描述符限制
echo "* soft nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf
echo "* hard nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf# 配置网络参数
sysctl -w net.core.somaxconn=65535
sysctl -w vm.max_map_count=262144

三、Apache IoTDB 集群部署实施（三节点架构）

3.1 节点规划

采用三节点架构实现容错机制与负载均衡

主机IP	角色	部署路径	服务端口	服务
192.168.1.100	Master	/data/iotdb/master	10710-10720	ConfigNode、DataNode
192.168.1.101	Slave1	/data/iotdb/slave1	10730-10740	ConfigNode、DataNode
192.168.1.102	Slave2	/data/iotdb/slave2	10750-10760	ConfigNode、DataNode

3.2 安装包下载

组件	版本	下载地址
JDK	11.0.21	https://www.oracle.com/java/technologies/javase/jdk11-archive-downloads.html
ZooKeeper	3.8.3	https://zookeeper.apache.org
IoTDB	1.3.2	https://iotdb.apache.org/Download/

JDK下载示例

IoTDB 下载示例

# 下载稳定版（以1.3.2为例）
wget https://dlcdn.apache.org/iotdb/1.3.2/apache-iotdb-1.3.2-all-bin.zip# 解压并设置软链接
unzip apache-iotdb-1.3.2-all-bin.zip -d /data/iotdb
ln -s /data/iotdb/apache-iotdb-1.3.2-all-bin /data/iotdb/current

3.3 ZooKeeper集群配置（全局）

配置节点：

192.168.1.101

# 创建数据目录
mkdir -p /data/zookeeper/{data,log}# 配置zoo.cfg
cat > /opt/zookeeper/conf/zoo.cfg <<EOF
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper/data
dataLogDir=/data/zookeeper/log
clientPort=2181
server.1=192.168.1.101:2888:3888
server.2=192.168.1.102:2888:3888
server.3=192.168.1.103:2888:3888
EOF# 设置myid
echo "1" > /data/zookeeper/data/myid

启动服务：

/opt/zookeeper/bin/zkServer.sh start

3.4 集群配置文件

3.4.1 iotdb-cluster.properties(全局)

配置节点：全局配置

192.168.1.101
192.168.1.102
192.168.1.103

# 集群节点列表（IP:端口格式）
confignode_address_list=192.168.1.100:10710
datanode_address_list=192.168.1.101:10730,192.168.1.102:10750# SSH配置（需提前配置免密登录）
ssh_account=root
ssh_port=1234# 部署路径配置
confignode_deploy_path=/data/iotdb/current
datanode_deploy_path=/data/iotdb/current

3.4.2 iotdb-confignode.properties(主节点)

配置节点：主节点

192.168.1.101

# 元数据服务配置
cn_internal_address=192.168.1.100
cn_internal_port=10710
cn_consensus_port=10720# 种子节点配置（集群初始化）
cn_seed_config_node=192.168.1.100:10710# 副本配置
schema_replication_factor=3
data_replication_factor=2

3.4.3 iotdb-datanode.properties(从节点)

配置节点：从节点

192.168.1.102
192.168.1.103

# 数据服务配置
dn_rpc_address=0.0.0.0
dn_rpc_port=6667
dn_internal_address=192.168.1.101  # Slave1节点IP
dn_internal_port=10730# 集群通信配置
dn_seed_config_node=192.168.1.100:10710
dn_metric_prometheus_reporter_port=9091

3.5 服务启动脚本

3.5.1 systemd服务配置

文件目录：

/etc/systemd/system/iotdb.service

[Unit]
Description=Apache IoTDB Cluster
After=network.target[Service]
User=iotdb
Group=iotdb
Environment="JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.8.0_411"
ExecStart=/data/iotdb/current/sbin/start-all.sh
ExecStop=/data/iotdb/current/sbin/stop-all.sh
Restart=on-failure
RestartSec=30s[Install]
WantedBy=multi-user.target

3.5.2 启动命令

以上配置完成之后，来启动服务试下

# 初始化配置（首次部署时执行）
/data/iotdb/current/sbin/init-cluster.sh# 启动服务
systemctl start iotdb
journalctl -u iotdb -f --since="5 min ago"

四、Apache IoTDB 集群部署验证与测试

4.1 状态检查

上面的环境配置、文件配置并且命令都已启动，接下来我们检查一下状态

检查节点状态

/data/iotdb/current/sbin/status-all.sh# 预期输出
ConfigNode [192.168.1.100:10710] STATUS: HEALTHY
DataNode [192.168.1.101:6667] STATUS: HEALTHY
DataNode [192.168.1.102:6667] STATUS: HEALTHY

通过CLI检查

SHOW CLUSTER-- 输出下面内容就OK了
-- +----------------+-------+---------------+--------------------+
-- |      Node      | State |  RpcAddress   | DataNodeVersion    |
-- +----------------+-------+---------------+--------------------+
-- | 192.168.1.100  | Running|192.168.1.100:6667|1.3.2               |
-- | 192.168.1.101  | Running|192.168.1.101:6667|1.3.2               |
-- | 192.168.1.102  | Running|192.168.1.102:6667|1.3.2               |
-- +----------------+-------+---------------+--------------------+

4.2 数据写入测试

检查数据是否可以写入，工具是否可用

-- 创建存储组
CREATE STORAGE GROUP root.ln-- 创建时序
CREATE TIMESERIES root.ln.wf01.wt01.status WITH DATATYPE=BOOLEAN, ENCODING=PLAIN
INSERT INTO root.ln.wf01.wt01(timestamp,status) VALUES(1627833600000,true)

4.3 高可用验证

# 模拟主节点故障
systemctl stop iotdb-confignode# 观察从节点选举
tail -f /data/iotdb/current/logs/iotdb-confignode.log

4.4 启动失败问题汇总

Confignode节点启动失败

1. 步骤 1: 查看启动日志，检查是否修改了某些首次启动后不可改的参数。

2. 步骤 2: 查看启动日志，检查是否出现其他异常。

3. 步骤 3: 如果是首次部署或者数据可删除，也可清理环境，重新部署后，再次启动。

4. 步骤 4: 清理环境步骤：

（1）结束所有 ConfigNode 和 DataNode 进程

    # 1. 停止 ConfigNode 和 DataNode 服务sbin/stop-standalone.sh# 2. 检查是否还有进程残留jps# 或者ps -ef|grep iotdb# 3. 如果有进程残留，则手动killkill -9 <pid># 如果确定机器上仅有1个iotdb，可以使用下面命令清理残留进程ps -ef|grep iotdb|grep -v grep|tr -s '  ' ' ' |cut -d ' ' -f2|xargs kill -9

（2）删除 data 和 logs 目录
删除 data 目录是必要的，删除 logs 目录是为了纯净日志，后续好做问题排查，非必需删除

    cd /data/iotdbrm -rf data logs

五、Apache IoTDB 运维与优化

5.1 性能调优参数

在 iotdb-engine.properties文件中配置

group_size_in_byte=1048576  # 内存数据落盘阈值
page_size_in_byte=65536      # 列数据打包大小

在 iotdb-cluster.properties文件中配置

write_consistency_level=STRONG  # 写一致性级别
read_consistency_level=WEAK     # 读一致性级别

5.2 监控指标

指标类型	关键指标	预警阈值
集群健康	存活节点数	< 3
写入性能	QPS	<1000
存储空间	磁盘使用率	>85%

六、Apache IoTDB 部署常见问题处理

6.1 端口冲突

修改相关配置文件，将应用端口更改为空闲端口

# 检查端口占用
netstat -tunlp | grep 6667# 修改datanode端口
sed -i 's/dn_rpc_port=6667/dn_rpc_port=6668/' conf/iotdb-datanode.properties

6.2 SSH免密登录

SSH免密登录通过公钥认证机制实现

# 生成密钥对
ssh-keygen -t rsa -b 4096# 分发公钥
ssh-copy-id root@192.168.1.101
ssh-copy-id root@192.168.1.102

6.3 集群扩容

准备新的从节点3

1. 新节点准备

unzip apache-iotdb-1.3.2-all-bin.zip -d /data/iotdb/node3

2. 修改配置文件：iotdb-cluster.properties

vi conf/iotdb-cluster.properties
confignode_address_list=192.168.1.100:10710,192.168.1.103:10770

3. 启动新节点

/data/iotdb/node3/sbin/add-node.sh

七、Apache IoTDB 部署方式区别及目标

7.1 两种部署方式区别

维度	单机模式	集群模式
适用场景	边缘侧部署、对高可用要求不高	高可用性业务、容灾场景等
所需机器数量	1	≥3
安全可靠性	无法容忍单点故障	高，可容忍单点故障
扩展性	可扩展 DataNode 提升性能	可扩展 DataNode 提升性能
性能	可随 DataNode 数量扩展	可随 DataNode 数量扩展

结论：单机模式和集群模式，部署步骤类似（逐个增加 ConfigNode 和 DataNode），仅副本数和可提供服务的最少节点数不同。

7.2 IoTDB 数据处理目标

通过实现上图目标，时序数据处理能够支持从业务监控到智能决策的多种应用，最终输出的数据质量与分析结果直接影响下游任务的可靠性

八、总结

Apache IoTDB通过其创新的"云原生时序数据库"架构，有效解决了物联网场景下海量时序数据的管理难题。本文详细讲述了三节点集群部署方案，小伙伴部署中的任何问题可以私信或VX联系博主，博主会第一时间为你解答。

官方获取：👉Apache IoTDB 下载地址👈（点击下载）