etcdv3 集群的搭建和使用

　　etcd是一個開源的分布式鍵值對數據庫，他的每一個節點都有一份數據的copy，當有節點故障時保證了高可用性。etcd使用Raft算法來保證一致性。

　　第一次接觸etcd是在學習k8s時。k8s用etcd做的服務發現。后來在開發一個分布式系統時需要用到服務發現，就想試一下用etcd做服務發現。效果還是很不錯的。

　　這篇講一下etcd集群的搭建和使用。

集群的節點個數和容錯

　　官方推薦的集群個數為奇數個，如圖當節點為3個和為4個時的容錯都是1, 節點5個和6個時，容錯為2...

　　集群的節點越多，容錯性會越強，但是數據的同步份數也會越多，寫性能會變差一些。合理的集群大小，就是平衡容錯性和可寫性。

 

安裝集群 

　　准備三台服務器　　

服務器信息

172.31.43.166	etcd0
172.31.43.114	etcd1
172.31.34.237	etcd2

 

 

 

 

 

 

　　分別在三台服務器上下載etcd。這里下載的是版本3.3.8

ETCD_VER=v3.3.8

GITHUB_URL=https://github.com/coreos/etcd/releases/download
DOWNLOAD_URL=${GITHUB_URL}

rm -f /tmp/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz
rm -rf /tmp/etcd-download-test && mkdir -p /tmp/etcd-download-test

curl -L ${DOWNLOAD_URL}/${ETCD_VER}/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz -o /tmp/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz
tar xzvf /tmp/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz -C /tmp/etcd-download-test --strip-components=1
rm -f /tmp/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz

/tmp/etcd-download-test/etcd --version
ETCDCTL_API=3 /tmp/etcd-download-test/etcdctl version

 　　然后將兩個文件都放到系統可執行目錄 /usr/local/bin/ 或 /usr/bin/

cd /tmp/etcd-download-test
sudo cp etcd* /usr/local/bin/

 　　創建一個文件夾用來保存etcd的數據

sudo mkdir -p /data/etcd
sudo chown -R root:$(whoami) /data/etcd
sudo chmod -R a+rw /data/etcd

　　在這里我使用static方式去搭建服務。

　　編寫systemd服務文件，分別在每台機器上編寫服務文件：

cat > /tmp/etcd0.service <<EOF
[Unit]
Description=etcd
Documentation=https://github.com/coreos/etcd
Conflicts=etcd.service
Conflicts=etcd2.service

[Service]
Type=notify
Restart=always
RestartSec=5s
LimitNOFILE=40000
TimeoutStartSec=0

ExecStart=/usr/local/bin/etcd --name etcd0 \
--data-dir /data/etcd \
--initial-advertise-peer-urls http://172.31.43.166:2380 \
--listen-peer-urls http://172.31.43.166:2380 \
--listen-client-urls http://172.31.43.166:2379,http://127.0.0.1:2379 \
--advertise-client-urls http://172.31.43.166:2379 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-pro \
--initial-cluster etcd0=http://172.31.43.166:2380,etcd1=http://172.31.43.114:2380,etcd2=http://172.31.34.237:2380 \
--initial-cluster-state new

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
sudo mv /tmp/etcd0.service /etc/systemd/system/etcd0.service

 

cat > /tmp/etcd1.service <<EOF
[Unit]
Description=etcd
Documentation=https://github.com/coreos/etcd
Conflicts=etcd.service
Conflicts=etcd2.service

[Service]
Type=notify
Restart=always
RestartSec=5s
LimitNOFILE=40000
TimeoutStartSec=0

ExecStart=/usr/local/bin/etcd --name etcd1 \
--data-dir /data/etcd \
--initial-advertise-peer-urls http://172.31.43.114:2380 \
--listen-peer-urls http://172.31.43.114:2380 \
--listen-client-urls http://172.31.43.114:2379,http://127.0.0.1:2379 \
--advertise-client-urls http://172.31.43.114:2379 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-pro \
--initial-cluster etcd0=http://172.31.43.166:2380,etcd1=http://172.31.43.114:2380,etcd2=http://172.31.34.237:2380 \
--initial-cluster-state new

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
sudo mv /tmp/etcd1.service /etc/systemd/system/etcd1.service

 

cat > /tmp/etcd2.service <<EOF
[Unit]
Description=etcd
Documentation=https://github.com/coreos/etcd
Conflicts=etcd.service

[Service]
Type=notify
Restart=always
RestartSec=5s
LimitNOFILE=40000
TimeoutStartSec=0

ExecStart=/usr/local/bin/etcd -name etcd2 \
  --data-dir /data/etcd \
  --initial-advertise-peer-urls http://172.31.34.237:2380 \
  --listen-peer-urls http://172.31.34.237:2380 \
  --listen-client-urls http://172.31.34.237:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://172.31.34.237:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-pro \
  --initial-cluster etcd0=http://172.31.43.166:2380,etcd1=http://172.31.43.114:2380,etcd2=http://172.31.34.237:2380 \
  --initial-cluster-state new

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
sudo mv /tmp/etcd2.service /etc/systemd/system/etcd2.service

　　

下面是一些常用配置選項的說明：

--name：方便理解的節點名稱，默認為 default，在集群中應該保持唯一
--data-dir：服務運行數據保存的路徑，默認為 ${name}.etcd
--snapshot-count：指定有多少事務（transaction）被提交時，觸發截取快照保存到磁盤
--heartbeat-interval：leader 多久發送一次心跳到 followers。默認值是 100ms
--eletion-timeout：重新投票的超時時間，如果follower在該時間間隔沒有收到心跳包，會觸發重新投票，默認為 1000 ms
--listen-peer-urls：和同伴通信的地址，比如 http://ip:2380，如果有多個，使用逗號分隔。需要所有節點都能夠訪問，所以不要使用 localhost
--advertise-client-urls：對外公告的該節點客戶端監聽地址，這個值會告訴集群中其他節點
--listen-client-urls：對外提供服務的地址：比如 http://ip:2379,http://127.0.0.1:2379，客戶端會連接到這里和etcd交互
--initial-advertise-peer-urls：該節點同伴監聽地址，這個值會告訴集群中其他節點
--initial-cluster：集群中所有節點的信息，格式為 node1=http://ip1:2380,node2=http://ip2:2380,…。需要注意的是，這里的 node1 是節點的--name指定的名字；后面的ip1:2380 是--initial-advertise-peer-urls 指定的值
--initial-cluster-state：新建集群的時候，這個值為 new；假如已經存在的集群，這個值為existing
--initial-cluster-token：創建集群的token，這個值每個集群保持唯一。這樣的話，如果你要重新創建集群，即使配置和之前一樣，也會再次生成新的集群和節點 uuid；否則會導致多個集群之間的沖突，造成未知的錯誤

　　所有以--init開頭的配置都是在第一次啟動etcd集群的時候才會用到，后續節點的重啟會被忽略，如--initial-cluseter參數。所以當成功初始化了一個etcd集群以后，就不再需要這個參數或環境變量了。

　　如果服務已經運行過就要把修改 --initial-cluster-state 為existing

　　啟用服務

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable etcd0.service
sudo systemctl start etcd0.service


sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable etcd1.service
sudo systemctl start etcd1.service

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable etcd2.service
sudo systemctl start etcd2.service

 

 查看 log:

sudo systemctl status etcd0.service -l --no-pager
sudo journalctl -u etcd0.service -l --no-pager|less
sudo journalctl -f -u etcd0.service


sudo systemctl status etcd1.service -l --no-pager
sudo journalctl -u etcd1.service -l --no-pager|less
sudo journalctl -f -u etcd1service


sudo systemctl status etcd2.service -l --no-pager
sudo journalctl -u etcd2.service -l --no-pager|less
sudo journalctl -f -u etcd2.service

 

暫停

sudo systemctl stop etcd0.service
sudo systemctl disable etcd0.service

sudo systemctl stop etcd1.service
sudo systemctl disable etcd1.service

sudo systemctl stop etcd2.service
sudo systemctl disable etcd2.service

 

 使用etcd

   我使用的etcd的api為v3版本。在使用命令時需要在前面加上ETCDCTL_API=3 

　如：查看集群成員

ETCDCTL_API=3 etcdctl member list

  可以看到有3個節點在線

集群狀態

ETCDCTL_API=3  etcdctl   --endpoints 172.31.43.166:2379,172.31.34.237:2379,172.31.43.114:2379 endpoint status  --write-out="table"

 

 

操作數據

   使用put和get命令可以保存和得到數據.del刪除數據

 

根據前綴查詢

 ETCDCTL_API=3 etcdctl put test1 a
 ETCDCTL_API=3 etcdctl put test2 b
 ETCDCTL_API=3 etcdctl put test3 c
 ETCDCTL_API=3 etcdctl get --prefix test

 

查詢所有數據

ETCDCTL_API=3 etcdctl get --from-key ""

 

 

 

 watch 監聽

   watch 會監聽key的變動 有變動時會在輸出。這也正是服務發現需要使用的。

   我們監聽 test鍵，然后對test執行修改和刪除操作

ETCDCTL_API=3 etcdctl watch test

 

ETCDCTL_API=3 etcdctl put test abcde
ETCDCTL_API=3 etcdctl put test aaaa
 ETCDCTL_API=3 etcdctl del test

 

lead 租約

   etcd可以為key設置超時時間，但與redis不同，etcd需要先創建lease，然后使用put命令加上參數–lease=<lease ID>

 

ETCDCTL_API=3 lease grant  ttl    創建lease，返回lease ID ttl秒
ETCDCTL_API=3 lease revoke  leaseId  刪除lease，並刪除所有關聯的key
ETCDCTL_API=3 lease timetolive leaseId 取得lease的總時間和剩余時間
ETCDCTL_API=3 lease keep-alive leaseId     keep-alive會不間斷的刷新lease時間，從而保證lease不會過期。

分布式鎖

 使用lock命令后加鎖名稱 做分布式鎖，如果沒有顯示釋放鎖，其他地方只能等待。

 

etcdctl --endpoints=$ENDPOINTS lock mutex1

# 在另一個終端輸入
etcdctl --endpoints=$ENDPOINTS lock mutex1