K8s之Etcd

Etcd是一个开源的、高可用的、分布式的键值对数据存储系统，提供共享配置、服务的注册和发现。etcd与zookeeper相比算是轻量级系统，两者的一致性协议也一样，etcd的raft比zookeeper的paxos简单。Etcd基于Go语言实现。

• 简单：基于HTTP+JSON的API让你用curl命令就可以轻松使用。
• 安全：可选SSL客户认证机制。
• 快速：每个实例每秒支持一千次写操作。
• 可信：使用Raft算法充分实现了分布式系统数据的可用性和一致性。

Etcd架构图如下： 

 从etcd的架构图中我们可以看到，etcd主要分为四个部分。

• HTTP Server： 用于处理用户发送的API请求以及其它etcd节点的同步与心跳信息请求。
• Store：用于处理etcd支持的各类功能的事务，包括数据索引、节点状态变更、监控与反馈、事件处理与执行等等，是etcd对用户提供的大多数API功能的具体实现。
• Raft：Raft强一致性算法的具体实现，是etcd的核心。
• WAL：Write Ahead Log（预写式日志），是etcd的数据存储方式。除了在内存中存有所有数据的状态以及节点的索引以外，etcd就通过WAL进行持久化存储。WAL中，所有的数据提交前都会事先记录日志。Snapshot是为了防止数据过多而进行的状态快照；Entry表示存储的具体日志内容。

通常，一个用户的请求发送过来，会经由HTTP Server转发给Store进行具体的事务处理

如果涉及到节点的修改，则交给Raft模块进行状态的变更、日志的记录，然后再同步给别的etcd节点以确认数据提交

最后进行数据的提交，再次同步。

 

ETCD参数说明：

2379端口用于外部通信，2380用于内部通信

--name
etcd集群中的节点名，这里可以随意，可区分且不重复就行  
--listen-peer-urls
监听的用于节点之间通信的url，可监听多个，集群内部将通过这些url进行数据交互(如选举，数据同步等)
--initial-advertise-peer-urls 
建议用于节点之间通信的url，节点间将以该值进行通信。
--listen-client-urls
监听的用于客户端通信的url,同样可以监听多个。
--advertise-client-urls
建议使用的客户端通信url,该值用于etcd代理或etcd成员与etcd节点通信。
--initial-cluster-token etcd-cluster-1
节点的token值，设置该值后集群将生成唯一id,并为每个节点也生成唯一id,当使用相同配置文件再启动一个集群时，只要该token值不一样，etcd集群就不会相互影响。
--initial-cluster
也就是集群中所有的initial-advertise-peer-urls 的合集
--initial-cluster-state new
新建集群的标志
--data-dir 
指定节点的数据存储目录，这些数据包括节点ID，集群ID，集群初始化配置，Snapshot文件，若未指定—wal-dir，还会存储WAL文件

 

集群模式配置示例：

vim /etc/systemd/system/etcd.service

[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
WorkingDirectory=/opt/etcd/
User=etcd
# set GOMAXPROCS to number of processors
ExecStart=/usr/bin/etcd \
  --name=etcd1 \
  --cert-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd.pem \
  --key-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd-key.pem \
  --peer-cert-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd.pem \
  --peer-key-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd-key.pem \
  --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
  --initial-advertise-peer-urls=https://172.16.1.64:2380 \
  --listen-peer-urls=https://172.16.1.64:2380 \
  --listen-client-urls=https://172.16.1.64:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls=https://172.16.1.64:2379 \
  --initial-cluster-token=k8s-etcd-cluster \
  --initial-cluster=etcd1=https://172.16.1.64:2380,etcd2=https://172.16.1.65:2380,etcd3=https://172.16.1.66:2380 \
  --initial-cluster-state=new \
  --data-dir=/opt/etcd/
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

 

分别启动所有etcd集群节点的服务
systemctl daemon-reload
systemctl enable etcd
systemctl start etcd
systemctl status etcd

# 如果报错 请使用
journalctl -f -t etcd 和 journalctl -u etcd 来定位问题

 

验证etcd集群

查看集群状态：

etcdctl --endpoints=https://172.16.1.64:2379,https://172.16.1.65:2379,https://172.16.1.66:2379 \
        --cert-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd.pem \
        --ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
        --key-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd-key.pem \
        cluster-health

member 35eefb8e7cc93b53 is healthy: got healthy result from https://172.16.1.66:2379
member 4576ff5ed626a66b is healthy: got healthy result from https://172.16.1.64:2379
member bf3bd651ec832339 is healthy: got healthy result from https://172.16.1.65:2379
cluster is healthy

查看集群成员：

etcdctl --endpoints=https://172.16.1.64:2379,https://172.16.1.65:2379,https://172.16.1.66:2379\
        --cert-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd.pem \
        --ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem \
        --key-file=/etc/kubernetes/ssl/etcd-key.pem \
        member list

35eefb8e7cc93b53: name=etcd3 peerURLs=https://172.16.1.66:2380 clientURLs=https://172.16.1.66:2379 isLeader=false
4576ff5ed626a66b: name=etcd1 peerURLs=https://172.16.1.64:2380 clientURLs=https://172.16.1.64:2379 isLeader=true
bf3bd651ec832339: name=etcd2 peerURLs=https://172.16.1.65:2380 clientURLs=https://172.16.1.65:2379 isLeader=false