简介

etcd是什么

 etcd是CoreOS团队于2013年6月发起的开源项目，它的目标是构建一个高可用的分布式键值(key-value)数据库。

​ 官网描述：

A distributed, reliable key-value store for the most critical data of a distributed system：分布式系统中最关键数据的分布式、可靠的键值存储

etc是一个分布式，键值对存储系统，用于分布式的关键数据的存储。

etcd的基本特点

• 简单的接口，通过标准的HTTP API进行调用，也可以使用官网提供的etcdctl操作储存的数据
  

• 键值对存储
  

• 有监听机制，可以监听特定的键的变化，并做出响应
  

使用场景

• 服务的发现（Service Discovery)
• 消息的发布于订阅
• 负载均衡
• 分布式通知与协调
• 分布式锁

关键字

• Raf:etcd所采用的保证分布式系统强一致性的算法
• Node:一个Raft状态机实例
• Member:一个etcd实例。他管理着一个Node,并且可以为客户端请求提供服务
• Cluster:由多个Member构成可以协同工作的etcd集群
• Peer:对同一个etcd集群中另一个Member的称呼
• Client:向etcd集群发送HTTP请求的客户端
• WAL：预写式日志，etcd用于持久化存储的日志格式
• snapshot:etcd防止WAL文件过多而设置的快照，存储etcd数据状态
• Proxy：etcd的一种模式，为etcd集群提供反向代理服务
• Leader(领导者)：Raft算法中通过竞争而产生的处理所有数据提交的节点
• Follower(跟随者)：竞选失败的节点作为Raft的从属节点，位算法提强一致性的保证
• Candidate:当Follower超过一定时间接受不到Leader的心跳时转变为Candidate开始Leader竞选
• Term:某一个节点成为Leader到下次竞选开始的时间周期，称之为一个Term
• Index:数据项编号，Raft通过Term和Index定位数据

工作原理

第一部分是HTTP Server：用于处理用户发送的API请求，以及其它etcd节点的同步与心跳信息请求

第二部分是store:用于处理etcd支持的各类功能事务，包括数据库索引，节点状态变更，监控与反馈，事件处理与执行等等，是etcd对用户提供的大多数API功能的具体实现

第三部分是Raft：Raft强一致性算法的具体实现，是etcd的核心

第四部分是WAL：Write Ahead Log（预写式日志），是etcd的数据存储方式。除了在内存中存有所有数据的状态以及节点的索引以外，etcd就通过WAL进行持久化存储。
在WAL中，所有的数据提交前都会事先记录日志。Snapshot是为了防止数据过多而进行的状态快照；Entry表示存储的具体日志内容

获取

• etcd项目地址：https://github.com/coreos/etcd/
• etcd下载地址：https://github.com/etcd-io/etcd/releases 根据需要查找对应版本下载即可

在Centos中安装etcd

#### etcd安装前的介绍

• etcd在生产环境中一般推荐集群方式部署

• etcd使用默认的2个端口：2379和2380

  2379：用于客户端通信（类似于sqlserver的1433/oracle的1521/mysql的3306）

  2380：用于集群的Peer通信

• 因为etcd是go语言编写的，安装只需要下载对应的二进制文件，并放到合适的路径就行。

安装

1. 创建并切换到下载目录

   mkdir /usr/local/mytools && cd /usr/local/mytools
   

2. 下载

   wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.3/etcd-v3.4.3-linux-amd64.tar.gz 
   

   下载的速度可能过慢，可以前往：https://pan.baidu.com/s/1xxB5EnHiN5hgeNaPh-u47Q 提取码:dbh1

3. 解压文件到当前目录

    tar xzvf etcd-v3.4.3-linux-amd64.tar.gz
   

4. 切换至etcd根目录，运行查看命令ls，里面会有一些文档和2个二进制文件etcd和etcdctl。etcd是server端，etcdctl是客户端

   cd etcd-v3.4.3-linux-amd64 && ls
   

5. 将etcd和etcdctl二进制文件复制到/usr/local/bin目录, 这样系统中可以直接调用etcd/etcdctl这两个程序

   cp etcd etcdctl /usr/local/bin
   

6. 查看etcd版本

   etcd --version
   

7. 设置etcdctl版本(v2/v3)

   etct3.4.3默认使用v3命令所以步骤7可省略，之前版本此步骤不可少，例如：v3.3.10

   vi /etc/profile
   
   # 最后一行指定etcdctl命令的版本为v3
   export ETCDCTL_API=3
   
   # 刷新环境变量
   source /etc/profile
   
   #查看当前etcdctl的版本信息
   #v2版本命令和v3命令是不一样的，例如：
   #v2查看版本号
   etcdctl -version或 etcdctl -v
   #v3查看版本号
   etcdctl version
   # 更多命令帮助可以查询
   etcdctl --help  
   

   

启动

​ 输入命令etcd，即可启动一个单节点的etcd服务,ctrl+c即可停止服务

etcd

1. name表示节点名称，默认为default。
2. data-dir 保存日志和快照的目录，默认为当前工作目录default.etcd/目录下。
3. 在http://localhost:2380和集群中其他节点通信。
4. 在http://localhost:2379提供客户端交互。
5. heartbeat为100ms，该参数的作用是leader多久发送一次心跳到followers，默认值是100ms。
6. election为1000ms，该参数的作用是重新投票的超时时间，如果follow在该时间间隔没有收到心跳包，会触发重新投票，默认为1000ms。
7. snapshot count为10000，该参数的作用是指定有多少事务被提交时，触发截取快照保存到磁盘。
8. 集群和每个节点都会生成一个uuid。
9. 启动的时候会运行raft，选举出leader

创建一个etcd服务

1. 建立etcd相关目录(即数据文件和配置文件的保存位置)
   /etc目录是整个Linux系统的中心，其中包含所有系统管理和维护方面的配置文件，所以etcd的配置也放在这里

   mkdir -p /var/lib/etcd/ && mkdir -p /etc/etcd/
   

2. 创建etcd配置文件

   vim /etc/etcd/etcd.conf
   

   # 节点名称
   ETCD_NAME="etcd0"
   # 指定数据文件存放位置
   ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/"
   

3. 创建systemd配置文件

   vim /etc/systemd/system/etcd.service
   

   [Unit]
   Description=Etcd Server
   After=network.target
   After=network-online.target
   Wants=network-online.target
   ## 对于那些严格要求 必须存在真实可用的网络连接的单元， 
   ## 应该在其单元文件中包含 Wants=network-online.target 
   ## 与 After=network-online.target 指令
   
   [Service]
   User=root
   Type=notify
   WorkingDirectory=/var/lib/etcd/
   ## 根据实际情况修改EnvironmentFile和ExecStart这两个参数值
   ## 1.EnvironmentFile即配置文件的位置，注意“-”不能少
   EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf
   ## 2.ExecStart即etcd启动程序位置
   ExecStart=/usr/local/bin/etcd
   Restart=on-failure
   LimitNOFILE=65536
   
   [Install]
   WantedBy=multi-user.target
   

4. 启动/停止/查看etcd服务

## 1.重新加载systemd服务
systemctl daemon-reload

## 2.设置开机自启动
systemctl enable etcd 

## 3.启动etcd
systemctl start etcd

## 4.查看etcd运行状态
systemctl status etcd

## 5.停止服务
systemctl stop etcd

## 6.重启etcd
systemctl restart etcd

常用的操作

1. 获取帮助

   etcdctl -h
   

   2. put（存值）

   etcdctl put /testdir/testkey "Hello world"
   

   支持的选项包括
   --ttl '0' 该键值的超时时间(单位为秒)，不配置(默认为0)则永不超时
   --swap-with-value value 若该键现在的值是value，则进行设置操作
   --swap-with-index '0' 若该键现在的索引值是指定索引，则进行设置操作

   3. get（取值）

   etcdctl get /testdir/testkey
   

   --sort 对结果进行排序
   --consistent 将请求发给主节点，保证获取内容的一致性。

   4. del

   # 清空数据
   etcdctl del / --prefix
   
   #删除所有/test前缀的节点
   etcdctl del /test --prefix
   

   5. 监控key

   #1. 增加一个key，（客户端窗口1）
   etcdctl put key1 "hello"
   
   #2. 打开一个新的客户端窗口2，监听key1的变化
   etcdctl watch key1
   
   #3. 回到窗口1，向key1 中put新值
   etcdctl put key1 "hello work"
   
   # 4. 此时可以在窗口2中看到监听输出
   
   
   # 查看版本信息
   curl http://127.0.0.1:2379/version