Docker微服務(wù)的ETCD集群搭建教程詳解
etcd是一個(gè)高可用的鍵值存儲系統(tǒng)，主要用于共享配置和服務(wù)發(fā)現(xiàn)。etcd是由CoreOS開發(fā)并維護(hù)的，靈感來自于 ZooKeeper 和 Doozer，它使用Go語言編寫，并通過Raft一致性算法處理日志復(fù)制以保證強(qiáng)一致性。Raft是一個(gè)來自Stanford的新的一致性算法，適用于分布式系統(tǒng)的日志復(fù)制，Raft通過選舉的方式來實(shí)現(xiàn)一致性，在Raft中，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可能成為Leader。Google的容器集群管理系統(tǒng)Kubernetes、開源PaaS平臺Cloud Foundry和CoreOS的Fleet都廣泛使用了etcd。
etcd的特性
簡單: curl可訪問的用戶的API（HTTP+JSON）定義明確，面向用戶的API（gRPC）
安全: 可選的SSL客戶端證書認(rèn)證
快速: 單實(shí)例每秒 1000 次寫操作
可靠: 使用Raft保證一致性
Etcd構(gòu)建自身高可用集群主要有三種形式
1）靜態(tài)發(fā)現(xiàn): 預(yù)先已知 Etcd 集群中有哪些節(jié)點(diǎn)，在啟動(dòng)時(shí)直接指定好Etcd的各個(gè)node節(jié)點(diǎn)地址
2）Etcd動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn): 通過已有的Etcd集群作為數(shù)據(jù)交互點(diǎn)，然后在擴(kuò)展新的集群時(shí)實(shí)現(xiàn)通過已有集群進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)的機(jī)制
3）DNS動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn): 通過DNS查詢方式獲取其他節(jié)點(diǎn)地址信息
本次搭建的基礎(chǔ)環(huán)境
底層OS：Centos7
docker版本：Docker version 18.06.1-ce
IP:
服務(wù)器A：192.167.0.168
服務(wù)器B：192.167.0.170
服務(wù)器C：192.167.0.172
首先在各個(gè)服務(wù)器上下載最新的etcd鏡像
# docker pull quay.io/coreos/etcd
本人因機(jī)器有限，在一臺機(jī)器配置了3個(gè)容器，在機(jī)器上創(chuàng)建了子網(wǎng)絡(luò)，三臺容器在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里
# docker network create --subnet=192.167.0.0/16 etcdnet
接下來我采用了兩種方式來創(chuàng)建集群：1、將三個(gè)服務(wù)器挨個(gè)添加進(jìn)集群；2、將三個(gè)服務(wù)器統(tǒng)一添加進(jìn)集群。以下命令標(biāo)注A的代表在A機(jī)器上執(zhí)行，同理B、C。
1、將服務(wù)器挨個(gè)添加進(jìn)集群
A在 容器/服務(wù)器 A上運(yùn)行一個(gè)ETCD實(shí)例，取名為autumn-client0，注意其狀態(tài)為new，“-initial-cluster”中只有自己的IP
# docker run -d -p 2379:2379 -p 2380:2380 --net etcdnet --ip 192.167.0.168 --name etcd0 quay.io/coreos/etcd /usr/local/bin/etcd --name autumn-client0 -advertise-client-urls http://192.167.0.168:2379 -listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 -initial-advertise-peer-urls http://192.167.0.168:2380 -listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380 -initial-cluster-token etcd-cluster -initial-cluster "autumn-client0=http://192.167.0.168:2380" -initial-cluster-state new
參數(shù)說明
—data-dir 指定節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲目錄，這些數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)ID，集群ID，集群初始化配置，Snapshot文件，若未指定—wal-dir，還會存儲WAL文件； —wal-dir 指定節(jié)點(diǎn)的was文件的存儲目錄，若指定了該參數(shù)，wal文件會和其他數(shù)據(jù)文件分開存儲。 —name 節(jié)點(diǎn)名稱 —initial-advertise-peer-urls 告知集群其他節(jié)點(diǎn)url. — listen-peer-urls 監(jiān)聽URL，用于與其他節(jié)點(diǎn)通訊 — advertise-client-urls 告知客戶端url, 也就是服務(wù)的url — initial-cluster-token 集群的ID — initial-cluster 集群中所有節(jié)點(diǎn)
配置文件說明，例如
# [member] # 節(jié)點(diǎn)名稱 ETCD_NAME=node1 # 數(shù)據(jù)存放位置 ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd" #ETCD_WAL_DIR="" #ETCD_SNAPSHOT_COUNT="10000" #ETCD_HEARTBEAT_INTERVAL="100" #ETCD_ELECTION_TIMEOUT="1000" # 監(jiān)聽其他 Etcd 實(shí)例的地址 ETCD_LISTEN_PEER_URLS="http://0.0.0.0:2380" # 監(jiān)聽客戶端地址 ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://0.0.0.0:2379,http://0.0.0.0:4001" #ETCD_MAX_SNAPSHOTS="5" #ETCD_MAX_WALS="5" #ETCD_CORS="" # #[cluster] # 通知其他 Etcd 實(shí)例地址 ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="http://node1:2380" # if you use different ETCD_NAME (e.g. test), set ETCD_INITIAL_CLUSTER value for this name, i.e. "test=http://..." # 初始化集群內(nèi)節(jié)點(diǎn)地址 ETCD_INITIAL_CLUSTER="node1=http://node1:2380,node2=http://node2:2380,etcd2=http://etcd2:2380" # 初始化集群狀態(tài)，new 表示新建 ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new" # 初始化集群 token ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="mritd-etcd-cluster" # 通知 客戶端地址 ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS=http://node1:2379,http://node1:4001
A在服務(wù)器A的ETCD服務(wù)上，通過調(diào)用API添加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)：192.167.0.170
# curl http://127.0.0.1:2379/v2/members -XPOST -H "Content-Type: application/json" -d '{"peerURLs": ["http://192.167.0.170:2480"]}'
B在容器/服務(wù)器B上運(yùn)行一個(gè)ETCD實(shí)例，取名為autumn-client1，注意其狀態(tài)為existing，“-initial-cluster”中有前一個(gè)IP及自己的IP
# docker run -d -p 2479:2479 -p 2480:2480 --name etcd1 quay.io/coreos/etcd /usr/local/bin/etcd --name autumen-client1 -advertise-client-urls http://192.167.0.170:2379 -listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 -initial-advertise-peer-urls http://192.167.0.170:2380 -listen-peer-urls http://0.0.0.0:2480 -initial-cluster-token etcd-cluster -initial-cluster "autumn-client0=http://192.167.0.168:2380,autumn-client1=http://192.167.0.170:2480" -initial-cluster-state existing
A在服務(wù)器A的ETCD服務(wù)上，通過調(diào)用API添加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)：192.168.7.172
# curl http://127.0.0.1:2379/v2/members -XPOST -H "Content-Type: application/json" -d '{"peerURLs": ["http://192.167.0.172:2580"]}'
C 在服務(wù)器C上運(yùn)行一個(gè)ETCD實(shí)例，取名為autumn-client2，注意其狀態(tài)為existing，“-initial-cluster”中有之前所有節(jié)點(diǎn)的IP及自己的IP
# docker run -d -p 2579:2579 -p 2580:2580 --name etcd quay.io/coreos/etcd -name autumn-client2 -advertise-client-urls http://192.167.0.172:2579 -listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 -initial-advertise-peer-urls http://192.167.0.172:2580 -listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380 -initial-cluster-token etcd-cluster -initial-cluster "autumn-client0=http://192.167.0.168:2380,autumn-client1=http://192.167.0.170:2480,autumn-client2=http://192.167.0.172:2580" -initial-cluster-state existing
2、將服務(wù)器統(tǒng)一添加進(jìn)集群
(“-initial-cluster”中包含所有節(jié)點(diǎn)的IP，狀態(tài)均為new)
A上執(zhí)行
# docker run -d -p 2379:2379 -p 2380:2380 --restart=always --net etcdnet --ip 192.167.0.168 --name etcd0 quay.io/coreos/etcd /usr/local/bin/etcd --name autumn-client0 -advertise-client-urls http://192.167.0.168:2379 -listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 -initial-advertise-peer-urls http://192.167.0.168:2380 -listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380 -initial-cluster-token etcd-cluster -initial-cluster autumn-client0=http://192.167.0.168:2380,autumn-client1=http://192.167.0.170:2480,autumn-client2=http://192.167.0.172:2580 -initial-cluster-state new
B上執(zhí)行
# docker run -d -p 2479:2479 -p 2480:2480 --restart=always --net etcdnet --ip 192.167.0.170 --name etcd1 quay.io/coreos/etcd /usr/local/bin/etcd --name autumn-client1 -advertise-client-urls http://192.167.0.170:2479 -listen-client-urls http://0.0.0.0:2479 -initial-advertise-peer-urls http://192.167.0.170:2480 -listen-peer-urls http://0.0.0.0:2480 -initial-cluster-token etcd-cluster -initial-cluster autumn-client0=http://192.167.0.168:2380,autumn-client1=http://192.167.0.170:2480,autumn-client2=http://192.167.0.172:2580 -initial-cluster-state new
C上執(zhí)行
# docker run -d -p 2579:2579 -p 2580:2580 --restart=always --net etcdnet --ip 192.167.0.172 --name etcd2 quay.io/coreos/etcd /usr/local/bin/etcd --name autumn-client2 -advertise-client-urls http://192.167.0.172:2579 -listen-client-urls http://0.0.0.0:2579 -initial-advertise-peer-urls http://192.167.0.172:2580 -listen-peer-urls http://0.0.0.0:2580 -initial-cluster-token etcd-cluster -initial-cluster autumn-client0=http://192.167.0.168:2380,autumn-client1=http://192.167.0.170:2480,autumn-client2=http://192.167.0.172:2580 -initial-cluster-state new
集群驗(yàn)證。兩種方法創(chuàng)建的集群可通過以下方式進(jìn)行驗(yàn)證
1、驗(yàn)證集群members。在集群中的每臺機(jī)器上查看members，得出的結(jié)果應(yīng)該是相同的
[root@localhost ~]# curl -L http://127.0.0.1:2379/v2/members
{"members":[{"id":"1a661f2b9997ba39","name":"autumn-client0","peerURLs":["http://192.167.0.168:2380"],"clientURLs":["http://192.168.7.168:2379"]},{"id":"4932c8ea462e079c","name":"autumn-client2","peerURLs":["http://192.167.0.172:2580"],"clientURLs":["http://192.167.0.172:2579"]},{"id":"c1dbdde07e61741e","name":"autumn-client1","peerURLs":["http://192.167.0.170:2480"],"clientURLs":[http://192.167.0.170:2479]}]}
2、某臺機(jī)器上添加數(shù)據(jù)，其他機(jī)器上查看數(shù)據(jù)，得出的結(jié)果應(yīng)該是相同的
A上執(zhí)行
[root@localhost ~]# curl -L http://127.0.0.1:2379/v2/keys/message -XPUT -d value="Hello autumn"
{"action":"set","node":{"key":"/message","value":"Hello autumn","modifiedIndex":13,"createdIndex":13},"prevNode":{"key":"/message","value":"Hello world1","modifiedIndex":11,"createdIndex":11}}
B、C上執(zhí)行
[root@localhost ~]# curl -L http://127.0.0.1:2379/v2/keys/message
{"action":"get","node":{"key":"/message","value":"Hello autumn","modifiedIndex":13,"createdIndex":13}}
etcd api接口
基本操作api: https://github.com/coreos/etcd/blob/6acb3d67fbe131b3b2d5d010e00ec80182be4628/Documentation/v2/api.md 集群配置api: https://github.com/coreos/etcd/blob/6acb3d67fbe131b3b2d5d010e00ec80182be4628/Documentation/v2/members_api.md 鑒權(quán)認(rèn)證api: https://github.com/coreos/etcd/blob/6acb3d67fbe131b3b2d5d010e00ec80182be4628/Documentation/v2/auth_api.md 配置項(xiàng)：https://github.com/coreos/etcd/blob/master/Documentation/op-guide/configuration.md https://coreos.com/etcd/docs/latest/runtime-configuration.html https://coreos.com/etcd/docs/latest/clustering.html https://coreos.com/etcd/docs/latest/runtime-configuration.html https://coreos.com/etcd/docs/latest/ https://coreos.com/etcd/docs/latest/admin_guide.html#disaster-recovery 采用標(biāo)準(zhǔn)的restful 接口，支持http 和 https 兩種協(xié)議。
服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)
傳統(tǒng)的服務(wù)調(diào)用一般通過配置文件讀取ip進(jìn)行調(diào)用，這里有諸多限制，如不靈活，無法感知服務(wù)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用負(fù)載均衡復(fù)雜等缺點(diǎn)，而引入etcd后，問題將大大化簡，這里劃分為幾個(gè)步驟
服務(wù)啟動(dòng)后向etcd注冊，并上報(bào)自己的監(jiān)聽的端口以及當(dāng)前的權(quán)重因子等信息，且對該信息設(shè)置ttl值。
服務(wù)在ttl的時(shí)間內(nèi)周期性上報(bào)權(quán)重因子等信息。
client端調(diào)用服務(wù)時(shí)向etcd獲取信息，進(jìn)行調(diào)用，同時(shí)監(jiān)聽該服務(wù)是否變化(通過watch方法實(shí)現(xiàn))。
當(dāng)新增服務(wù)時(shí)watch方法監(jiān)聽到變化，將服務(wù)加入代用列表，當(dāng)服務(wù)掛掉時(shí)ttl失效，client端檢測到變化，將服務(wù)踢出調(diào)用列表，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。
另一方面，client端通過每次變化獲取到的權(quán)重因子來進(jìn)行client端的加權(quán)調(diào)用策略，從而保證后端服務(wù)的負(fù)載均衡。
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