Docker中文文档(十一)：Etcd项目实战 - AndyX.Net

Etcd 是 CoreOS 团队发起的一个管理配置信息和服务发现（service discovery）的项目，在这一章里面，我们将介绍该项目的目标，安装和使用，以及实现的技术。

1、什么是 etcd

etcd 是 CoreOS 团队于 2013 年 6 月发起的开源项目，它的目标是构建一个高可用的分布式键值（key-value）数据库，基于 Go 语言实现。我们知道，在分布式系统中，各种服务的配置信息的管理分享，服务的发现是一个很基本同时也是很重要的问题。CoreOS 项目就希望基于 etcd 来解决这一问题。

etcd 目前在 github.com/coreos/etcd 进行维护。

受到 Apache ZooKeeper 项目和 doozer 项目的启发，etcd 在设计的时候重点考虑了下面四个要素：

简单：支持 REST 风格的 HTTP+JSON API
安全：支持 HTTPS 方式的访问
快速：支持并发 1k/s 的写操作
可靠：支持分布式结构，基于 Raft 的一致性算法

注：Apache ZooKeeper 是一套知名的分布式系统中进行同步和一致性管理的工具。 注：doozer 则是一个一致性分布式数据库。 注：Raft 是一套通过选举主节点来实现分布式系统一致性的算法，相比于大名鼎鼎的 Paxos 算法，它的过程更容易被人理解，由 Stanford 大学的 Diego Ongaro 和 John Ousterhout 提出。更多细节可以参考 raftconsensus.github.io。

一般情况下，用户使用 etcd 可以在多个节点上启动多个实例，并添加它们为一个集群。同一个集群中的 etcd 实例将会保持彼此信息的一致性。

2、安装

etcd 基于 Go 语言实现，因此，用户可以从项目主页下载源代码自行编译，也可以下载编译好的二进制文件，甚至直接使用制作好的 Docker 镜像文件来体验。

2.1 二进制文件方式下载

编译好的二进制文件都在 github.com/coreos/etcd/releases 页面，用户可以选择需要的版本，或通过下载工具下载。

例如，下面的命令使用 curl 工具下载压缩包，并解压。

curl -L  https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v2.0.0-rc.1/etcd-v2.0.0-rc.1-linux-amd64.tar.gz -o etcd-v2.0.0-rc.1-linux-amd64.tar.gz
tar xzvf etcd-v2.0.0-rc.1-linux-amd64.tar.gz
cd etcd-v2.0.0-rc.1-linux-amd64

解压后，可以看到文件包括

$ ls
etcd  etcdctl  etcd-migrate  README-etcdctl.md  README.md

其中 etcd 是服务主文件，etcdctl 是提供给用户的命令客户端，etcd-migrate 负责进行迁移。

推荐通过下面的命令将三个文件都放到系统可执行目录 /usr/local/bin/ 或 /usr/bin/。

$ sudo cp etcd* /usr/local/bin/

运行 etcd，将默认组建一个两个节点的集群。数据库服务端默认监听在 2379 和 4001 端口，etcd 实例监听在 2380 和 7001 端口。显示类似如下的信息：

$ ./etcd
2014/12/31 14:52:09 no data-dir provided, using default data-dir ./default.etcd
2014/12/31 14:52:09 etcd: listening for peers on http://localhost:2380
2014/12/31 14:52:09 etcd: listening for peers on http://localhost:7001
2014/12/31 14:52:09 etcd: listening for client requests on http://localhost:2379
2014/12/31 14:52:09 etcd: listening for client requests on http://localhost:4001
2014/12/31 14:52:09 etcdserver: name = default
2014/12/31 14:52:09 etcdserver: data dir = default.etcd
2014/12/31 14:52:09 etcdserver: snapshot count = 10000
2014/12/31 14:52:09 etcdserver: advertise client URLs = http://localhost:2379,http://localhost:4001
2014/12/31 14:52:09 etcdserver: initial advertise peer URLs = http://localhost:2380,http://localhost:7001
2014/12/31 14:52:09 etcdserver: initial cluster = default=http://localhost:2380,default=http://localhost:7001
2014/12/31 14:52:10 etcdserver: start member ce2a822cea30bfca in cluster 7e27652122e8b2ae
2014/12/31 14:52:10 raft: ce2a822cea30bfca became follower at term 0
2014/12/31 14:52:10 raft: newRaft ce2a822cea30bfca [peers: [], term: 0, commit: 0, lastindex: 0, lastterm: 0]
2014/12/31 14:52:10 raft: ce2a822cea30bfca became follower at term 1
2014/12/31 14:52:10 etcdserver: added local member ce2a822cea30bfca [http://localhost:2380 http://localhost:7001] to cluster 7e27652122e8b2ae
2014/12/31 14:52:11 raft: ce2a822cea30bfca is starting a new election at term 1
2014/12/31 14:52:11 raft: ce2a822cea30bfca became candidate at term 2
2014/12/31 14:52:11 raft: ce2a822cea30bfca received vote from ce2a822cea30bfca at term 2
2014/12/31 14:52:11 raft: ce2a822cea30bfca became leader at term 2
2014/12/31 14:52:11 raft.node: ce2a822cea30bfca elected leader ce2a822cea30bfca at term 2
2014/12/31 14:52:11 etcdserver: published {Name:default ClientURLs:[http://localhost:2379 http://localhost:4001]} to cluster 7e27652122e8b2ae

此时，可以使用 etcdctl 命令进行测试，设置和获取键值 testkey: "hello world"，检查 etcd 服务是否启动成功：

$ ./etcdctl set testkey "hello world"
hello world
$ ./etcdctl get testkey
hello world

说明 etcd 服务已经成功启动了。

当然，也可以通过 HTTP 访问本地 2379 或 4001 端口的方式来进行操作，例如查看 testkey 的值：

$ curl -L http://localhost:4001/v2/keys/testkey
{"action":"get","node":{"key":"/testkey","value":"hello world","modifiedIndex":3,"createdIndex":3}}

2.2 Docker 镜像方式下载

镜像名称为 quay.io/coreos/etcd:v2.0.0_rc.1，可以通过下面的命令启动 etcd 服务监听到 4001 端口。

$ sudo docker run -p 4001:4001 -v /etc/ssl/certs/:/etc/ssl/certs/ quay.io/coreos/etcd:v2.0.0_rc.1

3、使用 etcdctl

etcdctl 是一个命令行客户端，它能提供一些简洁的命令，供用户直接跟 etcd 服务打交道，而无需基于 HTTP API 方式。这在某些情况下将很方便，例如用户对服务进行测试或者手动修改数据库内容。我们也推荐在刚接触 etcd 时通过 etcdctl 命令来熟悉相关的操作，这些操作跟 HTTP API 实际上是对应的。

etcd 项目二进制发行包中已经包含了 etcdctl 工具，没有的话，可以从 github.com/coreos/etcd/releases 下载。

etcdctl 支持如下的命令，大体上分为数据库操作和非数据库操作两类，后面将分别进行解释。

$ etcdctl -h
NAME:
   etcdctl - A simple command line client for etcd.

USAGE:
   etcdctl [global options] command [command options] [arguments...]

VERSION:
   2.0.0-rc.1

COMMANDS:
   backup    backup an etcd directory
   mk        make a new key with a given value
   mkdir    make a new directory
   rm        remove a key
   rmdir    removes the key if it is an empty directory or a key-value pair
   get        retrieve the value of a key
   ls        retrieve a directory
   set        set the value of a key
   setdir    create a new or existing directory
   update    update an existing key with a given value
   updatedir    update an existing directory
   watch    watch a key for changes
   exec-watch    watch a key for changes and exec an executable
   member    member add, remove and list subcommands
   help, h    Shows a list of commands or help for one command

GLOBAL OPTIONS:
   --debug            output cURL commands which can be used to reproduce the request
   --no-sync            don't synchronize cluster information before sending request
   --output, -o 'simple'    output response in the given format (`simple` or `json`)
   --peers, -C             a comma-delimited list of machine addresses in the cluster (default: "127.0.0.1:4001")
   --cert-file             identify HTTPS client using this SSL certificate file
   --key-file             identify HTTPS client using this SSL key file
   --ca-file             verify certificates of HTTPS-enabled servers using this CA bundle
   --help, -h            show help
   --version, -v        print the version

3.1 数据库操作

数据库操作围绕对键值和目录的 CRUD （符合 REST 风格的一套操作：Create）完整生命周期的管理。

etcd 在键的组织上采用了层次化的空间结构（类似于文件系统中目录的概念），用户指定的键可以为单独的名字，如 testkey，此时实际上放在根目录 / 下面，也可以为指定目录结构，如 cluster1/node2/testkey，则将创建相应的目录结构。

注：CRUD 即 Create, Read, Update, Delete，是符合 REST 风格的一套 API 操作。

3.1.1 set

指定某个键的值。例如

$ etcdctl set /testdir/testkey "Hello world"
Hello world

支持的选项包括：

--ttl '0'            该键值的超时时间（单位为秒），不配置（默认为 0）则永不超时
--swap-with-value value 若该键现在的值是 value，则进行设置操作
--swap-with-index '0'    若该键现在的索引值是指定索引，则进行设置操作

3.1.2 get

获取指定键的值。例如

$ etcdctl set testkey hello
hello
$ etcdctl update testkey world
world

当键不存在时，则会报错。例如

$ etcdctl get testkey2
Error:  100: Key not found (/testkey2) [1]

支持的选项为

--sort    对结果进行排序
--consistent 将请求发给主节点，保证获取内容的一致性

3.1.3 update

当键存在时，更新值内容。例如

$ etcdctl set testkey hello
hello
$ etcdctl update testkey world
world

当键不存在时，则会报错。例如

$ etcdctl update testkey2 world
Error:  100: Key not found (/testkey2) [1]

支持的选项为

--ttl '0'    超时时间（单位为秒），不配置（默认为 0）则永不超时

3.1.4 rm

删除某个键值。例如

$ etcdctl rm testkey

当键不存在时，则会报错。例如

$ etcdctl rm testkey2
Error:  100: Key not found (/testkey2) [8]

支持的选项为

--dir        如果键是个空目录或者键值对则删除
--recursive        删除目录和所有子键
--with-value     检查现有的值是否匹配
--with-index '0'    检查现有的 index 是否匹配

3.1.5 mk

如果给定的键不存在，则创建一个新的键值。例如

$ etcdctl mk /testdir/testkey "Hello world"
Hello world

当键存在的时候，执行该命令会报错，例如

$ etcdctl set testkey "Hello world"
Hello world
$ ./etcdctl mk testkey "Hello world"
Error:  105: Key already exists (/testkey) [2]

支持的选项为

--ttl '0'    超时时间（单位为秒），不配置（默认为 0）则永不超时

3.1.6 mkdir

如果给定的键目录不存在，则创建一个新的键目录。例如

$ etcdctl mkdir testdir

当键目录存在的时候，执行该命令会报错，例如

$ etcdctl mkdir testdir
$ etcdctl mkdir testdir
Error:  105: Key already exists (/testdir) [7]

支持的选项为

--ttl '0'    超时时间（单位为秒），不配置（默认为 0）则永不超时

3.1.7 setdir

创建一个键目录，无论存在与否。

支持的选项为

--ttl '0'    超时时间（单位为秒），不配置（默认为 0）则永不超时

3.1.8 updatedir

更新一个已经存在的目录。支持的选项为

--ttl '0'    超时时间（单位为秒），不配置（默认为 0）则永不超时

3.1.9 rmdir

删除一个空目录，或者键值对。

若目录不空，会报错

$ etcdctl set /dir/testkey hi
hi
$ etcdctl rmdir /dir
Error:  108: Directory not empty (/dir) [13]

3.1.10ls

列出目录（默认为根目录）下的键或者子目录，默认不显示子目录中内容。

例如

$ ./etcdctl set testkey 'hi'
hi
$ ./etcdctl set dir/test 'hello'
hello
$ ./etcdctl ls
/testkey
/dir
$ ./etcdctl ls dir
/dir/test

支持的选项包括

--sort    将输出结果排序
--recursive    如果目录下有子目录，则递归输出其中的内容
-p        对于输出为目录，在最后添加 `/` 进行区分

3.2 非数据库操作

3.2.1 backup

备份 etcd 的数据。

支持的选项包括

--data-dir         etcd 的数据目录
--backup-dir     备份到指定路径

3.2.2 watch

监测一个键值的变化，一旦键值发生更新，就会输出最新的值并退出。

例如，用户更新 testkey 键值为 Hello world。

$ etcdctl watch testkey
Hello world

支持的选项包括

--forever        一直监测，直到用户按 `CTRL+C` 退出
--after-index '0'    在指定 index 之前一直监测
--recursive        返回所有的键值和子键值

3.2.3 exec-watch

监测一个键值的变化，一旦键值发生更新，就执行给定命令。

例如，用户更新 testkey 键值。

$etcdctl exec-watch testkey -- sh -c 'ls'
default.etcd
Documentation
etcd
etcdctl
etcd-migrate
README-etcdctl.md
README.md

支持的选项包括

--after-index '0'    在指定 index 之前一直监测
--recursive        返回所有的键值和子键值

3.2.4 member

通过 list、add、remove 命令列出、添加、删除 etcd 实例到 etcd 集群中。

例如本地启动一个 etcd 服务实例后，可以用如下命令进行查看。

$ etcdctl member list
ce2a822cea30bfca: name=default peerURLs=http://localhost:2380,http://localhost:7001 clientURLs=http://localhost:2379,http://localhost:4001

3.3 命令选项

--debug 输出 cURL 命令，显示执行命令的时候发起的请求
--no-sync 发出请求之前不同步集群信息
--output, -o 'simple' 输出内容的格式 (simple 为原始信息，json 为进行json格式解码，易读性好一些)
--peers, -C 指定集群中的同伴信息，用逗号隔开 (默认为: “127.0.0.1:4001”)
--cert-file HTTPS 下客户端使用的 SSL 证书文件
--key-file HTTPS 下客户端使用的 SSL 密钥文件
--ca-file 服务端使用 HTTPS 时，使用 CA 文件进行验证
--help, -h 显示帮助命令信息
--version, -v 打印版本信息

译文文档源自： http://www.dockerinfo.net/docker-project-etcd

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1、什么是 etcd

2、安装

2.1 二进制文件方式下载

2.2 Docker 镜像方式下载

3、使用 etcdctl

3.1 数据库操作

3.1.1 set

3.1.2 get

3.1.3 update

3.1.4 rm

3.1.5 mk

3.1.6 mkdir

3.1.7 setdir

3.1.8 updatedir

3.1.9 rmdir

3.1.10ls

3.2 非数据库操作

3.2.1 backup

3.2.2 watch

3.2.3 exec-watch

3.2.4 member

3.3 命令选项

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