Jaká je celková architektura Kafky?

Question

Accepted Answer

Architektura Kafky se skládá z **clusteru brokerů** (serverů) ukládajících dělené, replikované topics, s **producenty** píšícími a **consumenty** čtoucími, koordinovanými správou metadat (historicky ZooKeeper, nyní KRaft). Pochopení architektury objasňuje, jak Kafka funguje jako distribuovaný systém.

## Komponenty

```text
BROKERS → Kafka SERVERS forming a CLUSTER:
  → store topic partitions (the data); serve producers and consumers
  → a cluster of multiple brokers → distributes data and load; scales horizontally
TOPICS / PARTITIONS → topics split into partitions, distributed across brokers
PRODUCERS → write events to topics (to partition leaders)
CONSUMERS (in groups) → read events from partitions
COORDINATION → metadata, cluster state, leader election:
  → historically ZOOKEEPER; now KRAFT (Kafka's own built-in consensus, removing ZooKeeper)
```

## Replikace pro trvanlivost a dostupnost

```text
Partitions are REPLICATED across brokers for fault tolerance:
  → each partition has a LEADER (handles reads/writes) + FOLLOWERS (replicas):
    - producers/consumers interact with the leader
    - followers replicate the leader's data → if the leader fails, a follower takes over
  → REPLICATION FACTOR → how many copies (e.g. 3) → survive broker failures without data loss
  → IN-SYNC REPLICAS (ISR) → replicas caught up with the leader (for durability guarantees)
```

## Jak to funguje dohromady

```text
Producer → writes to a partition's LEADER on a broker → replicated to followers →
  Consumer (in a group) reads from partitions → cluster coordinated by KRaft/ZooKeeper
→ a distributed, replicated, scalable system: brokers store/serve, replication gives
  durability/HA, coordination manages the cluster
```

## Proč na tom záleží

Pochopení celkové architektury Kafky je cenné, protože **objasňuje, jak Kafka funguje jako distribuovaný systém**, a je to tedy základní znalost pro práci s Kafkou.

Kafka je distribuovaný systém a pochopení její architektury vysvětluje, jak dosahuje své škálovatelnosti, trvanlivosti a dostupnosti.

Pochopení **jednotlivých komponent** — **brokerů** (Kafka serverů tvořících cluster, který ukládá partice a obsluhuje klienty, distribuujícíma data a zátěž), topics/partií distribuovaných mezi brokery, producenty píšícími a consumenty čtoucími, a **koordinace** (správa metadat a clusteru, historicky prostřednictvím ZooKeeperu, nyní stále více prostřednictvím **KRaftu** — vlastního vestavěného konsenzu Kafky, který odstraňuje závislost na ZooKeeperu) — objasňuje části systému.

Pochopení **replikace pro trvanlivost a dostupnost** je obzvlášť důležité: partice jsou **replikovány mezi brokery** (každá s **leaderem** zpracovávajícím čtení/zápis a **followers** ji replikujícími), takže pokud leader selže, follower převezme (dostupnost), přičemž **replikační faktor** určuje, kolik kopií přežije selhání bez ztráty dat (trvanlivost), a **in-sync repliky** zajišťují záruky trvanlivosti.

Tento replikační mechanismus je způsob, jak Kafka dosahuje odolnosti vůči chybám a trvanlivosti — klíčové pro její spolehlivost.

Pochopení **toho, jak to funguje dohromady** (producenti píší do partition leaderů, replikují se na followers, consumenti čtou, všechno je koordinováno) poskytuje úplný obraz Kafky jako distribuovaného, replikovaného, škálovatelného systému.

Toto architektonické porozumění objasňuje, jak Kafka poskytuje své klíčové vlastnosti (škálovatelnost prostřednictvím distribuovaných dělených brokerů, trvanlivost a dostupnost prostřednictvím replikace).

Protože Kafka je distribuovaný systém a pochopení její architektury (brokery, replikace s leadery/followers, koordinace) objasňuje, jak dosahuje škálovatelnosti, trvanlivosti a dostupnosti, a protože toto je základní pro práci s Kafkou, je pochopení celkové architektury Kafky cenné, základní znalosti — objasňující, jak Kafka funguje jako distribuovaný, replikovaný systém (brokery, replikace pro odolnost vůči chybám, koordinace), vysvětlující, jak poskytuje své klíčové vlastnosti, a základní pro porozumění a provoz Kafky.