etcdv3 集群的搭建和使用

　　etcd是一个开源的分布式键值对数据库，他的每一个节点都有一份数据的copy，当有节点故障时保证了高可用性。etcd使用Raft算法来保证一致性。

　　第一次接触etcd是在学习k8s时。k8s用etcd做的服务发现。后来在开发一个分布式系统时需要用到服务发现，就想试一下用etcd做服务发现。效果还是很不错的。

　　这篇讲一下etcd集群的搭建和使用。

集群的节点个数和容错

　　官方推荐的集群个数为奇数个，如图当节点为3个和为4个时的容错都是1, 节点5个和6个时，容错为2...

　　集群的节点越多，容错性会越强，但是数据的同步份数也会越多，写性能会变差一些。合理的集群大小，就是平衡容错性和可写性。

安装集群

　　准备三台服务器　　

服务器信息
172.31.43.166	etcd0
172.31.43.114	etcd1
172.31.34.237	etcd2

　　分别在三台服务器上下载etcd。这里下载的是版本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=

rm -f /tmp/etcd-${ETCD_VER}-linux-amd64.tar.gz

/tmp/etcd-download-test/etcd --version

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

　　然后将两个文件都放到系统可执行目录 /usr/local/bin/ 或 /usr/bin/

cd /tmp/etcd-download-test

sudo cp etcd* /usr/local/bin/

　　创建一个文件夹用来保存etcd的数据

sudo mkdir -p /data/etcd

sudo chown -R root:$(whoami) /data/etcd

sudo chmod -R a+rw /data/etcd

　　在这里我使用static方式去搭建服务。

　　编写systemd服务文件，分别在每台机器上编写服务文件：

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=

TimeoutStartSec=

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选项的说明：

--name：方便理解的节点名称，默认为 default，在集群中应该保持唯一
--data-dir：服务运行数据保存的路径，默认为 ${name}.etcd
--snapshot-count：指定有多少事务（transaction）被提交时，触发截取快照保存到磁盘
--heartbeat-interval：leader 多久发送一次心跳到 followers。默认值是 100ms
--eletion-timeout：重新投票的超时时间，如果follower在该时间间隔没有收到心跳包，会触发重新投票，默认为 1000 ms
--listen-peer-urls：和同伴通信的地址，比如 http://ip:2380，如果有多个，使用逗号分隔。需要所有节点都能够访问，所以不要使用 localhost
--advertise-client-urls：对外公告的该节点客户端监听地址，这个值会告诉集群中其他节点
--listen-client-urls：对外提供服务的地址：比如 http://ip:2379,http://127.0.0.1:2379，客户端会连接到这里和etcd交互
--initial-advertise-peer-urls：该节点同伴监听地址，这个值会告诉集群中其他节点
--initial-cluster：集群中所有节点的信息，格式为 node1=http://ip1:2380,node2=http://ip2:2380,…。需要注意的是，这里的 node1 是节点的--name指定的名字；后面的ip1:2380 是--initial-advertise-peer-urls 指定的值
--initial-cluster-state：新建集群的时候，这个值为 new；假如已经存在的集群，这个值为existing
--initial-cluster-token：创建集群的token，这个值每个集群保持唯一。这样的话，如果你要重新创建集群，即使配置和之前一样，也会再次生成新的集群和节点 uuid；否则会导致多个集群之间的冲突，造成未知的错误

　　所有以--init开头的配置都是在第一次启动etcd集群的时候才会用到，后续节点的重启会被忽略，如--initial-cluseter参数。所以当成功初始化了一个etcd集群以后，就不再需要这个参数或环境变量了。

　　如果服务已经运行过就要把修改 --initial-cluster-state 为existing

　　启用服务

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

暂停

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为v3版本。在使用命令时需要在前面加上ETCDCTL_API=3

　如：查看集群成员

ETCDCTL_API= etcdctl member list

可以看到有3个节点在线

集群状态

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

操作数据

使用put和get命令可以保存和得到数据.del删除数据

根据前缀查询

 ETCDCTL_API= etcdctl put test1 a

 ETCDCTL_API= etcdctl put test2 b

 ETCDCTL_API= etcdctl put test3 c

 ETCDCTL_API= etcdctl get --prefix test

查询所有数据

ETCDCTL_API= etcdctl get --from-key ""

watch 监听

watch 会监听key的变动有变动时会在输出。这也正是服务发现需要使用的。

我们监听 test键，然后对test执行修改和删除操作

ETCDCTL_API= etcdctl watch test

ETCDCTL_API= etcdctl put test abcde

ETCDCTL_API= etcdctl put test aaaa

 ETCDCTL_API= etcdctl del test

lead 租约

etcd可以为key设置超时时间，但与redis不同，etcd需要先创建lease，然后使用put命令加上参数–lease=<lease ID>

ETCDCTL_API=3 lease grant ttl 创建lease，返回lease ID ttl秒
ETCDCTL_API=3 lease revoke leaseId 删除lease，并删除所有关联的key
ETCDCTL_API=3 lease timetolive leaseId 取得lease的总时间和剩余时间
ETCDCTL_API=3 lease keep-alive leaseId keep-alive会不间断的刷新lease时间，从而保证lease不会过期。

分布式锁

使用lock命令后加锁名称做分布式锁，如果没有显示释放锁，其他地方只能等待。

etcdctl --endpoints=$ENDPOINTS lock mutex1

# 在另一个终端输入

etcdctl --endpoints=$ENDPOINTS lock mutex1