etcd詳解

etcd簡介

etcd 是一個分布式、可靠的 key-value 存儲系統，它用于存儲分布式系統中的關鍵資料。

etcd原理

一個 etcd 叢集，通常會由 3 個或者 5 個節點組成，多個節點之間通過 Raft 一緻性算法的完成分布式一緻性協同，算法會選舉出一個主節點作為 leader，由 leader 負責資料的同步與資料的分發。當 leader 出現故障後系統會自動地選取另一個節點成為 leader，并重新完成資料的同步。用戶端在多個節點中，僅需要選擇其中的任意一個就可以完成資料的讀寫，内部的狀态及資料協同由 etcd 自身完成。

在 etcd 整個架構中，有一個非常關鍵的概念叫做 quorum，quorum 的定義是 （n+1）/2，也就是說超過叢集中半數節點組成的一個團體，在 3 個節點的叢集中，etcd 可以容許 1 個節點故障，也就是隻要有任何 2 個節點可用，etcd 就可以繼續提供服務。同理，在 5 個節點的叢集中，隻要有任何 3 個節點可用，etcd 就可以繼續提供服務，這也是 etcd 叢集高可用的關鍵。

在允許部分節點故障之後繼續提供服務，就需要解決一個非常複雜的問題：分布式一緻性。在 etcd 中，該分布式一緻性算法由 Raft 一緻性算法完成。Raft 一緻性算法能夠工作的一個關鍵點是：任意兩個 quorum 的成員之間一定會有一個交集（公共成員），也就是說隻要有任意一個 quorum 存活，其中一定存在某一個節點（公共成員），它包含着叢集中所有的被确認送出的資料。正是基于這一原理，Raft 一緻性算法設計了一套資料同步機制，在 Leader 任期切換後能夠重新同步上一個 quorum 被送出的所有資料，進而保證整個叢集狀态向前推進的過程中保持資料的一緻。

etcd特點

• 簡單：基于HTTP+JSON的API讓你用curl就可以輕松使用
• 安全：可選SSL客戶認證機制
• 快速：每個執行個體每秒支援一千次寫操作
• 可信：使用Raft算法充分實作了分布式

etcd應用場景

分布式系統中的資料分為控制資料和應用資料。etcd的使用場景預設處理的資料都是控制資料，對于應用資料，隻推薦資料量很小，但是更新通路頻繁的情況。

應用場景有如下幾類：

場景一：服務注冊與發現（Service Discovery）

場景二：消息釋出與訂閱

場景三：負載均衡

場景四：分布式通知與協調

場景五：分布式鎖、分布式隊列

場景六：叢集監控與Leader競選

場景六：配置管理

舉個最簡單的例子，如果你需要一個分布式存儲倉庫來存儲配置資訊，并且希望這個倉庫讀寫速度快、支援高可用、部署簡單、支援http接口，那麼就可以使用etcd。目前，cloudfoundry使用etcd作為hm9000的應用狀态資訊存儲，kubernetes用etcd來存儲docker叢集的配置資訊等。