ETCD入门

目录

一、简介

1. etcd是什么

2. 特点

3. 使用场景

4. 关键字

5. 工作原理

6. 获取

二、安装

1. etcd安装前的介绍

2. 安装

3. 启动

4. 创建一个etcd服务

三、ETCD的使用

一、简介

1. 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。

2. 特点

  1. 简单的接口，通过标准的HTTP API进行调用，也可以使用官方提供的 etcdctl 操作存储的数据
  2. 键值对存储。
  3. 有监听机制，可以监听特定键的变化，并作出响应

3. 使用场景

  • 服务发现（Service Discovery）
  • 消息发布与订阅
  • 负载均衡
  • 分布式通知与协调
  • 分布式锁

4. 关键字

  • Raft：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。它管理着一个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集群中另外一个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算法中通过竞选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中的从属节点，为算法提供强一致性保证。
  • Candidate：当Follower超过一定时间接收不到Leader的心跳时转变为Candidate开始Leader竞选。
  • Term：某个节点成为Leader到下一次竞选开始的时间周期，称为一个Term。
  • Index：数据项编号。Raft中通过Term和Index来定位数据。

5. 工作原理

第1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2部分是Store：用于处理etcd支持的各类功能的事务，包括数据索引、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3部分是Raft：Raft强一致性算法的具体实现，是etcd的核心
第4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

6. 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

二、安装

1. 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使用的2个默认端口号：2379和2380
    2379：用于客户端通信(类似于sqlserver的1433/oracle的1521/mysql的3306)
    2380：用于与集群中的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。

2. 安装

  • 创建并切换到下载目录
mkdir /usr/local/mytools && cd /usr/local/mytools
  • 下载
wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.4.3/etcd-v3.4.3-linux-amd64.tar.gz
  • 解压文件到当前目录
tar xzvf etcd-v3.4.3-linux-amd64.tar.gz
  • 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
  • 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
  • 查看etcd版本
etcd -version
  • 设置etcdctl版本(v2/v3)

        注意：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

环境变量配置示意图：

3. 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

4. 创建一个etcd服务

  • 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/
  • 进入/etc/etcd/，上传etcd.conf
vim /etc/etcd/etcd.conf内容：
# 节点名称
ETCD_NAME="etcd0"
# 指定数据文件存放位置
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/"
  • 进入/etc/systemd/system/，上传etcd.service
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
  • 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

三、ETCD的使用

1.  如何获取帮助

etcdctl -h

2. put

    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

etcdctl put /testdir/testkey "Hello world"

3. get

    -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。

etcdctl get /testdir/testkey

4. del

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

5. watch

#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

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