etcd相关知识整理归纳 —— 筑梦之路，etcd知识整理与归纳，筑梦指南

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摘要：本文整理归纳了关于etcd的相关知识。etcd是一种开源的键值存储数据库，广泛应用于服务发现和配置管理等领域。本文介绍了etcd的基本概念、特点、应用场景、安装配置、使用方法和性能优化等方面的内容，帮助读者全面了解etcd的相关知识，为构建稳定可靠的分布式系统提供有力支持。筑梦之路通过本文的整理归纳，为学习和应用etcd提供了参考和指导。

etcd是CoreOS团队于2013年6月发起的开源项目，旨在构建一个高可用性的分布式键值(key-value)数据库，etcd内部采用Raft协议作为一致性算法，并使用Go语言实现，etcd的名字来源于两个方面，一方面是unix的“/etc”文件夹，另一方面是分布式系统（“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。

Kubernetes为什么使用etcd?

在2014年6月诞生的Google Kubernetes项目中，etcd的高可用性、Watch机制、CAS（Compare and Swap）机制、TTL（Time To Live）等特性正是Kubernetes所需要的，早期的Kubernetes 0.4版本使用的正是etcd v0.2版本，Kubernetes通过etcd来实现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，更新数据时，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除了技术因素外，也与当时的商业竞争有关，CoreOS作为Kubernetes容器生态圈的核心成员之一，其提供的etcd服务为Kubernetes提供了强大的后端支持。

Etcd版本变化

随着时间推移，随着Kubernetes项目不断发展，v2版本的etcd遇到了若干性能和稳定性问题，为了应对这些问题，etcd 3.0于2016年6月诞生，随后Kubernetes 1.6发布，默认启用etcd v3，助力Kubernetes支撑5000节点集群规模，v3方案的发布标志着etcd进入了技术成熟期，成为云原生时代的首选元数据存储产品。

基础架构

etcd的基础架构可以按照分层模型划分为Client层、API网络层、Raft算法层、逻辑层和存储层，其中Client层包括v2和v3两个大版本API客户端库，提供了简洁易用的API，同时支持负载均衡、节点间故障自动转移，API网络层主要包括client访问server和server节点之间的通信协议，Raft算法层实现了Leader选举、日志复制、ReadIndex等核心算法特性，功能逻辑层包含etcd的核心特性，如KVServer模块、MVCC模块、Auth鉴权模块等，存储层包含预写日志(WAL)模块、快照(Snapshot)模块等，保障数据的安全性和持久性。

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常用术语解释

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，并可以为客户端请求提供服务。

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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。

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WAL（预写式日志）：etcd用于持久化存储的日志格式。

Snapshot：为了防止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。

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Leader和Follower等：这些是Raft算法中的术语，用于描述集群中的节点角色和状态。

etcdctl常用命令

全局参数示例：

ETCD_CA_CERT="/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt"
ETCD_CERT="/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt"
ETCD_KEY="/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key"
HOST_1=https://xxx.xxx.xxx.xxx:2379

使用示例：

ETCDCTL_API=3 etcdctl --cacert="${ETCD_CA_CERT}" --cert="${ETCD_CERT}" --key="${ETCD_KEY}" \
  --endpoints="${HOST_1}" endpoint status --write-out=table

常用命令：

键值操作：

增 & 改 
put foo bar 
查 
get foo 
根据前缀查询 
get --prefix "/demo" 
查询所有 keys 
get --prefix "" --keys-only 
删 
del foo 
事务，多个操作合并为一个事务 
txn 
``` 以及其他一些高级命令和操作，这些命令用于管理etcd中的键值对、执行事务操作等。