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Etcd 基本入门

news 来源：原创 2024/4/28 20:48:19

1：什么是 Etcd ?

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。etcd内部采用raft协议作为一致性算法，Etcd基于 Go 语言实现。

名字由来，它源于两个方面，unix的“/etc”文件夹和分布式系统(“D”istribute system)的D，组合在一起表示etcd是用于存储分布式配置的信息存储服务。

2：Kubernetes 为什么用 Etcd ?

2014年6月，Google的Kubernetes项目诞生了，我们前面所讨论到Go语言编写、etcd高可用、Watch机制、CAS、TTL等特性正是Kubernetes所需要的，它早期的0.4版本，使用的正是etcd v0.2版本。

Kubernetes是如何使用etcd v2这些特性的呢？举几个简单小例子。

当你使用Kubernetes声明式API部署服务的时候，Kubernetes的控制器通过etcd Watch机制，会实时监听资源变化事件，对比实际状态与期望状态是否一致，并采取协调动作使其一致。Kubernetes更新数据的时候，通过CAS机制保证并发场景下的原子更新，并通过对key设置TTL来存储Event事件，提升Kubernetes集群的可观测性，基于TTL特性，Event事件key到期后可自动删除。

Kubernetes项目使用etcd，除了技术因素也与当时的商业竞争有关。CoreOS是Kubernetes容器生态圈的核心成员之一。

3：Etcd的主要特点和用途包括

Etcd是一个分布式键值存储系统，通常用于在分布式系统中存储配置数据、元数据和状态信息。它是由CoreOS开发的，基于Raft一致性算法实现了高可用性和一致性。Etcd最初是为了支持CoreOS的容器集群管理工具而开发的，但后来被许多其他项目广泛使用，包括Kubernetes等。

Etcd的主要特点和用途包括：

一致性保证：Etcd使用Raft一致性算法来确保数据的一致性和可靠性。在Etcd集群中，数据的读写操作都将遵循一致性和持久性要求，从而确保系统的可靠性。
高可用性：Etcd支持数据的复制和故障转移，即使某个节点发生故障，集群仍然能够继续工作并保持数据的可用性。
分布式锁：Etcd提供了分布式锁的支持，可以用于在分布式系统中协调资源的访问，避免竞争条件和数据冲突。
服务发现：在微服务架构中，Etcd可以用作服务发现的后端存储。服务实例可以注册到Etcd中，并通过查询Etcd来发现其他服务的位置和状态。
配置管理：Etcd可以用于存储系统的配置信息，例如网络配置、服务发现、权限控制等，使得系统可以动态地管理和调整配置，而不需要硬编码在应用程序中。

总的来说，Etcd提供了一个可靠、高性能的分布式存储解决方案，用于解决分布式系统中的配置管理、服务发现、一致性保证和分布式锁等问题

4：raft共识算法的选举机制

在 etcd 中，领导者节点的选举是通过 Raft 共识算法来完成的。Raft 算法定义了一套机制，确保在集群中只有一个领导者，其他节点都是跟随者或候选人。

Raft 算法的选举过程包括以下几个步骤：

选举超时（Election Timeout）：每个节点在随机的时间间隔内设置一个选举超时计时器。一旦计时器超时，节点就会认为当前没有领导者，于是开始新一轮的选举。

成为候选人（Becoming a Candidate）：当节点的选举超时计时器触发时，节点会变成候选人，并向其他节点发送请求投票的消息。

请求投票（Request Votes）：候选人节点向其他节点发送请求投票的消息，包括候选人的任期号等信息。其他节点收到请求后，会判断是否投票给该候选人。

投票过程（Voting Process）：节点在收到请求投票消息后，会进行投票。如果节点尚未投票给其他候选人，并且候选人的任期号大于自己的任期号，则会投票给候选人，并重置自己的选举超时计时器。

获得多数投票（Winning the Election）：如果候选人收到了超过半数节点的投票，那么它就会成为新的领导者。在成为领导者后，它会发送心跳消息来维持自己的领导地位，并开始接收客户端请求并将其复制到其他节点。

维持领导地位（Maintaining Leadership）：一旦成为领导者，节点会周期性地发送心跳消息给其他节点，以维持自己的领导地位。如果其他节点在一定时间内未收到领导者的心跳消息，它们会认为当前领导者已失效，从而开始新一轮的选举过程。

总的来说，Raft 算法通过定时的选举过程来确保集群中只有一个领导者，从而保证系统的一致性和可靠性。选举过程中节点的状态转换和投票过程都是根据 Raft 算法的规则来执行的，以确保选举的正确性和可靠性。

5：基本入门

5.1:github地址

GitHub：https://github.com/etcd-io/etcd

5.2:下载

etcd支持 linux，mac和docker环境的安装下载，windows稍微麻烦点，需要二进制文件

Releases · etcd-io/etcd (github.com)

5.2：以windows按照为例

下载二进制文件

本地解压

为了方便使用 etcd，你可以将 etcd 的二进制文件所在目录添加到系统的 PATH 环境变量中。这样，你就可以在命令行中直接使用 etcd 和 etcdctl 命令。

启动

点击etcd.exe文件

安装完成后，会得到 2 个脚本：

etcd：etcd 服务本身

etcdctl：客户端，用于操作 etcd，比如读写数据

执行 etcd 脚本就可以启动服务了，服务默认占用 2379 和 2380 端口，作用分别如下：

2379：提供 HTTP API 服务，和 etcdctl 交互

2380：集群中节点间通讯

启动日志显示2379标识启动成功