etcd

Posted 2020-08-20 李玉龙

etcd是一个高可用的键值存储系统，主要用于共享配置和服务发现。etcd是由CoreOS开发并维护的，灵感来自于ZooKeeper 和 Doozer，它使用Go语言编写，并通过Raft一致性算法处理日志复制以保证强一致性。Raft是一个来自Stanford的新的一致性算法，适用于分布式系统的日志复制，Raft通过选举的方式来实现一致性，在Raft中，任何一个节点都可能成为Leader。Google的容器集群管理系统Kubernetes、开源PaaS平台Cloud Foundry和CoreOS的Fleet都广泛使用了etcd。

在分布式系统中，如何管理节点间的状态一直是一个难题，etcd像是专门为集群环境的服务发现和注册而设计，它提供了数据TTL失效、数据改变监视、多值、目录监听、分布式锁原子操作等功能，可以方便的跟踪并管理集群节点的状态。etcd目前的版本是0.4.5，虽然未发布1.0版本（今年会发布），但其已经使用在多个生产系统中，可见其火热程度。etcd的特性如下：

• 简单: curl可访问的用户的API（HTTP+JSON）

• 安全: 可选的SSL客户端证书认证

• 快速: 单实例每秒 1000 次写操作

• 可靠: 使用Raft保证一致性

etcd是CoreOS的核心组件，负责节点间的服务发现和配置共享，运行在CoreOS中的应用可以通过etcd读取或者写入数据。虽然etcd是为CoreOS而设计，但其可以运行在多个平台上，包括 OS X、Linux、BSD。

Jason Wilder的一篇博客对常见的服务发现开源项目Zookeeper、Doozer、etcd进行了介绍：

Zookeeper是一个用户维护配置信息、命名、分布式同步以及分组服务的集中式服务框架，它使用Java语言编写，通过Zab协议来保证节点的一致性。因为Zookeeper是一个CP型系统，所以当网络分区问题发生时，系统就不能注册或查找服务。

Doozer是一个一致性的、分布式存储系统，使用Go语言编写，通过Paxos来保证强一致性，Doozer项目目前已经停止更新并有将近160个分支。和Zookeeper一样，Doozer也是一个CP型系统，在网络分区问题发生时，会有同样的问题。

etcd是一个用于共享配置和服务发现的高可用的键值存储系统，使用Go语言编写，通过Raft来保证一致性，有基于HTTP+JSON的API接口。etcd也是一个强一致性系统，但是etcd似乎支持从non-leaders中读取数据以提高可用性；另外，写操作仍然需要leader的支持，所以在网络分区时，写操作仍可能失败。

 

etcd是一个高可用的键值存储系统，主要用于共享配置和服务发现。etcd是由CoreOS开发并维护的，灵感来自于 ZooKeeper 和 Doozer，它使用Go语言编写，并通过Raft一致性算法处理日志复制以保证强一致性。Raft是一个来自Stanford的新的一致性算法，适用于分布式系统的日志复制，Raft通过选举的方式来实现一致性，在Raft中，任何一个节点都可能成为Leader。Google的容器集群管理系统Kubernetes、开源PaaS平台Cloud Foundry和CoreOS的Fleet都广泛使用了etcd。

etcd 集群的工作原理基于 raft 共识算法 (The Raft Consensus Algorithm)。etcd 在 0.5.0 版本中重新实现了 raft 算法，而非像之前那样依赖于第三方库 go-raft 。raft 共识算法的优点在于可以在高效的解决分布式系统中各个节点日志内容一致性问题的同时，也使得集群具备一定的容错能力。即使集群中出现部分节点故障、网络故障等问题，仍可保证其余大多数节点正确的步进。甚至当更多的节点（一般来说超过集群节点总数的一半）出现故障而导致集群不可用时，依然可以保证节点中的数据不会出现错误的结果。

目前有很多支持etcd的库和工具，比如命令行客户端工具etcdctl、Go客户端go-etcd、Java客户端jetcd。关于etcd的使用和安装读者可以参考官方文档。