集群指南

概述

启动 etcd 集群要求每个成员知道集群中的其他成员。在一些场景中,集群成员的 IP 地址可能无法提前知道。在这种情况下,etcd 集群可以在发现服务的帮助下启动。

一旦 etcd 集群启动并运行,可以通过 运行时重配置 来添加或者移除成员。为了更好的理解运行时重配置背后的设计,建议阅读 运行时重配置的设计

这份指南将覆盖下列用于启动 etcd 集群的机制:

启动机制的每一种都将用于启动三台机器的 etcd 集群,详情如下:

名字 地址 主机
infra0 10.0.1.10 infra0.example.com
infra1 10.0.1.11 infra1.example.com
infra2 10.0.1.12 infra2.example.com

静态

如果在启动前我们知道集群成员,他们的地址和集群的大小,我们可以使用通过设置 initial-cluster 标记来离线启动配置。每个机器将得到下列环境变量或者命令行:

ETCD_INITIAL_CLUSTER="infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra2=http://10.0.1.12:2380"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE=new
--initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra2=http://10.0.1.12:2380 \
--initial-cluster-state new

注意: 在 initial-cluster 中指定的 URL 是 advertised peer URLs ,例如,他们将匹配对应节点的 initial-advertise-peer-urls 的值。

如果使用同样的配置启动多个集群(或者创建并部署单个集群)用于测试目的,强烈推荐每个集群给予一个唯一的 initial-cluster-token。这样做之后,etcd 可以为集群生成唯一的集群 ID 和成员 ID,甚至他们有完全一样的配置。这可以将 etcd 从可能让集群孵化的跨集群交互中保护起来。

etcd 在 listen-client-urls 上接收客户端访问。etcd 成员将 advertise-client-urls 指定的 URl 上通告给其他成员,代理和客户端。常见的错误是设置 advertise-client-urls 为 localhost 或者留空为默认值,如果远程客户端可以达到 etcd。

在每台机器上,使用这些标记启动 etcd:

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.10:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra2=http://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new
$ etcd --name infra1 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.11:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.11:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra2=http://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new
$ etcd --name infra2 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.12:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.12:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra2=http://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new

--initial-cluster 开头的命令行参数将在 etcd 随后的运行中被忽略。可以在初始化启动进程之后随意的删除环境变量或者命令行标记。如果配置需要稍后修改(例如,添加成员到集群或者从集群中移除成员),查看 运行时配置 指南。

TLS

etcd 支持通过 TLS 协议的加密通讯。TLS 通道可以用于加密伙伴间的内部集群通讯,也可以用于加密客户端请求。这个章节提供例子来搭建使用伙伴和客户端 TLS 的集群。详细描述 etcd 的 TLS 支持的额外信息可以在 加密指南

自签名证书

使用自签名证书证书(self-signed certificates)的集群同时加密请求并认证它的连接。要启动使用自签名证书的集群,每个集群成员应该有一个唯一的通过共享的集群CA证书来签名的键对(key pair) (member.crt, member.key),用于伙伴连接和客户端连接。证书可以通过仿照 etcd 搭建TLS 的例子来生成。

在每台机器上,etcd可以使用这些标记来启动:

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls https://10.0.1.10:2379,https://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://10.0.1.10:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=https://10.0.1.10:2380,infra1=https://10.0.1.11:2380,infra2=https://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --client-cert-auth --trusted-ca-file=/path/to/ca-client.crt \
  --cert-file=/path/to/infra0-client.crt --key-file=/path/to/infra0-client.key \
  --peer-client-cert-auth --peer-trusted-ca-file=ca-peer.crt \
  --peer-cert-file=/path/to/infra0-peer.crt --peer-key-file=/path/to/infra0-peer.key
$ etcd --name infra1 --initial-advertise-peer-urls https://10.0.1.11:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.11:2380 \
  --listen-client-urls https://10.0.1.11:2379,https://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://10.0.1.11:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=https://10.0.1.10:2380,infra1=https://10.0.1.11:2380,infra2=https://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --client-cert-auth --trusted-ca-file=/path/to/ca-client.crt \
  --cert-file=/path/to/infra1-client.crt --key-file=/path/to/infra1-client.key \
  --peer-client-cert-auth --peer-trusted-ca-file=ca-peer.crt \
  --peer-cert-file=/path/to/infra1-peer.crt --peer-key-file=/path/to/infra1-peer.key
$ etcd --name infra2 --initial-advertise-peer-urls https://10.0.1.12:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.12:2380 \
  --listen-client-urls https://10.0.1.12:2379,https://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://10.0.1.12:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=https://10.0.1.10:2380,infra1=https://10.0.1.11:2380,infra2=https://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --client-cert-auth --trusted-ca-file=/path/to/ca-client.crt \
  --cert-file=/path/to/infra2-client.crt --key-file=/path/to/infra2-client.key \
  --peer-client-cert-auth --peer-trusted-ca-file=ca-peer.crt \
  --peer-cert-file=/path/to/infra2-peer.crt --peer-key-file=/path/to/infra2-peer.key

自动证书

如果集群需要加密通讯,但是不需要认证连接,etcd 可以配置为自动生成 key。在初始化时,每个集群基于它的通告IP(advertised IP) 地址和主机名创建它自己的 key 集合。

在每台机器上,etcd 使用这些标记启动:

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls https://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls https://10.0.1.10:2379,https://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://10.0.1.10:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=https://10.0.1.10:2380,infra1=https://10.0.1.11:2380,infra2=https://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --auto-tls \
  --peer-auto-tls
$ etcd --name infra1 --initial-advertise-peer-urls https://10.0.1.11:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.11:2380 \
  --listen-client-urls https://10.0.1.11:2379,https://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://10.0.1.11:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=https://10.0.1.10:2380,infra1=https://10.0.1.11:2380,infra2=https://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --auto-tls \
  --peer-auto-tls
$ etcd --name infra2 --initial-advertise-peer-urls https://10.0.1.12:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.12:2380 \
  --listen-client-urls https://10.0.1.12:2379,https://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://10.0.1.12:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
  --initial-cluster infra0=https://10.0.1.10:2380,infra1=https://10.0.1.11:2380,infra2=https://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --auto-tls \
  --peer-auto-tls

错误案例

案例1

在下面的例子中,我们没有在列举的节点列表中包含我们新的主机地址。如果这是一个新的集群,节点 必须 添加到初始化集群成员的列表中。

$ etcd --name infra1 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-peer-urls https://10.0.1.11:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.11:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.11:2379 \
  --initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380 \
  --initial-cluster-state new
etcd: infra1 not listed in the initial cluster config
exit 1

案例2

在这个例子中,我们试图映射节点(infra0)在不同地址(127.0.0.1:2380)而不是它在集群列表(10.0.1.10:2380)中列举的地址。如果这个节点是监听多个地址,所有地址 必须 在 "initial-cluster" 配置指令中反映出来。

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://127.0.0.1:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.10:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
  --initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra2=http://10.0.1.12:2380 \
  --initial-cluster-state=new
etcd: error setting up initial cluster: infra0 has different advertised URLs in the cluster and advertised peer URLs list
exit 1

案例3

如果伙伴被用配置参数的不同集合配置并试图加入这个集群,etcd 将报告集群 ID 不匹配并退出。

$ etcd --name infra3 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.13:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.13:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.13:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.13:2379 \
  --initial-cluster infra0=http://10.0.1.10:2380,infra1=http://10.0.1.11:2380,infra3=http://10.0.1.13:2380 \
  --initial-cluster-state=new
etcd: conflicting cluster ID to the target cluster (c6ab534d07e8fcc4 != bc25ea2a74fb18b0). Exiting.
exit 1

发现

在一些案例中,集群伙伴的 IP 可能无法提前知道。当使用云提供商或者网络使用 DHCP 时比较常见。在这些情况下,相比指定静态配置,可以使用已经存在的 etcd 集群来启动一个新的。我们称这个过程为"发现"。

有两个方法可以用来做发现:

  • etcd 发现服务
  • DNS SRV 记录

etcd发现

为了更好的理解发现服务协议的设计,建议阅读发现服务项目 文档

discovery URL 的存活时间

discovery URL 标识唯一的 etcd 集群。对于新的集群,总是创建 discovery URL 而不是重用 discovery URL。

此外,discovery URL 应该仅仅用于集群的初始化启动。在集群已经运行之后修改集群成员,阅读 运行时重配置 指南。

定制 etcd 发现服务

发现使用已有集群来启动自身。如果使用私有的 etcd 集群,可以创建像这样的 URL:

$ curl -X PUT https://myetcd.local/v2/keys/discovery/6c007a14875d53d9bf0ef5a6fc0257c817f0fb83/_config/size -d value=3

通过设置 URL 的 size,创建了带有期待集群大小为3的 discovery URL。

用于这个场景的 URL 将是 https://myetcd.local/v2/keys/discovery/6c007a14875d53d9bf0ef5a6fc0257c817f0fb83 而 etcd 成员将使用 https://myetcd.local/v2/keys/discovery/6c007a14875d53d9bf0ef5a6fc0257c817f0fb83 目录来注册,当他们启动时。

每个成员必须有指定不同的名字标记。 Hostname 或者 machine-id 是个好选择。. 否则发现会因为重复名字而失败

现在我们用这些用于每个成员的相关标记启动 etcd :

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.10:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
  --discovery https://myetcd.local/v2/keys/discovery/6c007a14875d53d9bf0ef5a6fc0257c817f0fb83
$ etcd --name infra1 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.11:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.11:2379 \
  --discovery https://myetcd.local/v2/keys/discovery/6c007a14875d53d9bf0ef5a6fc0257c817f0fb83
$ etcd --name infra2 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.12:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.12:2379 \
  --discovery https://myetcd.local/v2/keys/discovery/6c007a14875d53d9bf0ef5a6fc0257c817f0fb83

这将导致每个成员使用定制的 etcd 发现服务注册自身并开始集群,一旦所有的机器都已经注册。

公共 etcd 发现服务

如果没有现成的集群可用,可以使用托管在 discovery.etcd.io 的公共发现服务。为了使用"new" endpoint来创建私有发现URL,使用命令:

$ curl https://discovery.etcd.io/new?size=3
https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de

这将创建带有初始化预期大小为3个成员的集群。如果没有指定大小,将使用默认值3。

ETCD_DISCOVERY=https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de
--discovery https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de

每个成员必须有指定不同的名字标记。 Hostname 或者 machine-id 是个好选择。. 否则发现会因为重复名字而失败

现在我们用这些用于每个成员的相关标记启动 etcd :

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.10:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
  --discovery https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de
$ etcd --name infra1 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.11:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.11:2379 \
  --discovery https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de
$ etcd --name infra2 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.12:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.12:2379 \
  --discovery https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de

这将导致每个成员使用定制的 etcd 发现服务注册自身并开始集群,一旦所有的机器都已经注册。

使用环境变量 ETCD_DISCOVERY_PROXY 来让 etcd 使用 HTTP 代理来连接到发现服务。

错误和警告案例

发现服务错误
$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.10:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
  --discovery https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de
etcd: error: the cluster doesn’t have a size configuration value in https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de/_config
exit 1
警告

这是一个无害的警告,表明发现 URL 将在这台机器上被忽略。

$ etcd --name infra0 --initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
  --listen-client-urls http://10.0.1.10:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
  --discovery https://discovery.etcd.io/3e86b59982e49066c5d813af1c2e2579cbf573de
etcdserver: discovery token ignored since a cluster has already been initialized. Valid log found at /var/lib/etcd

DNS发现

DNS SRV records 可以作为发现机制使用。

-discovery-srv 标记可以用于设置 DNS domain name ,在这里可以找到发现 SRV 记录。

下列 DNS SRV 记录将以列出的顺序查找:

  • _etcd-server-ssl._tcp.example.com
  • _etcd-server._tcp.example.com

如果 _etcd-server-ssl._tcp.example.com 被发现则 etcd 将在 TLS 上启动尝试启动进程。

为了帮助客户端发现 etcd 集群,下列 DNS SRV 记录将以列出的顺序查找:

  • _etcd-client._tcp.example.com
  • _etcd-client-ssl._tcp.example.com

如果发现 _etcd-client-ssl._tcp.example.com , 客户端将在 SSL/TLS 上尝试和etcd集群通讯。

如果 etcd 不带定义的证书 authority 使用 TLS,发现域名(如, example.com) 必须匹配 SRV record domain (例如, infra1.example.com). 这是为了减轻仿制 SRV 记录来指向不同域名的损害; 域名可能有 PKI 之下的有效证书,但是被未知的第三方控制。

创建 DNS SRV 记录

$ dig +noall +answer SRV _etcd-server._tcp.example.com
_etcd-server._tcp.example.com. 300 IN  SRV  0 0 2380 infra0.example.com.
_etcd-server._tcp.example.com. 300 IN  SRV  0 0 2380 infra1.example.com.
_etcd-server._tcp.example.com. 300 IN  SRV  0 0 2380 infra2.example.com.
$ dig +noall +answer SRV _etcd-client._tcp.example.com
_etcd-client._tcp.example.com. 300 IN SRV 0 0 2379 infra0.example.com.
_etcd-client._tcp.example.com. 300 IN SRV 0 0 2379 infra1.example.com.
_etcd-client._tcp.example.com. 300 IN SRV 0 0 2379 infra2.example.com.
$ dig +noall +answer infra0.example.com infra1.example.com infra2.example.com
infra0.example.com.  300  IN  A  10.0.1.10
infra1.example.com.  300  IN  A  10.0.1.11
infra2.example.com.  300  IN  A  10.0.1.12

使用 DNS 启动 etcd 集群

etcd 集群成员可以监听域名或者IP地址,启动进程将解析 DNS A 记录。

--initial-advertise-peer-urls 中解析出来的地址 必须匹配 在 SRV 目录中解析出来的地址中的一个。 etcd 成员读取被解析的地址来发现它是否属于 SRV 记录定义的集群。

$ etcd --name infra0 \
--discovery-srv example.com \
--initial-advertise-peer-urls http://infra0.example.com:2380 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
--initial-cluster-state new \
--advertise-client-urls http://infra0.example.com:2379 \
--listen-client-urls http://infra0.example.com:2379 \
--listen-peer-urls http://infra0.example.com:2380
$ etcd --name infra1 \
--discovery-srv example.com \
--initial-advertise-peer-urls http://infra1.example.com:2380 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
--initial-cluster-state new \
--advertise-client-urls http://infra1.example.com:2379 \
--listen-client-urls http://infra1.example.com:2379 \
--listen-peer-urls http://infra1.example.com:2380
$ etcd --name infra2 \
--discovery-srv example.com \
--initial-advertise-peer-urls http://infra2.example.com:2380 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
--initial-cluster-state new \
--advertise-client-urls http://infra2.example.com:2379 \
--listen-client-urls http://infra2.example.com:2379 \
--listen-peer-urls http://infra2.example.com:2380

集群也可以使用 IP 地址而不是域名来启动:

$ etcd --name infra0 \
--discovery-srv example.com \
--initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.10:2380 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
--initial-cluster-state new \
--advertise-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
--listen-client-urls http://10.0.1.10:2379 \
--listen-peer-urls http://10.0.1.10:2380
$ etcd --name infra1 \
--discovery-srv example.com \
--initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.11:2380 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
--initial-cluster-state new \
--advertise-client-urls http://10.0.1.11:2379 \
--listen-client-urls http://10.0.1.11:2379 \
--listen-peer-urls http://10.0.1.11:2380
$ etcd --name infra2 \
--discovery-srv example.com \
--initial-advertise-peer-urls http://10.0.1.12:2380 \
--initial-cluster-token etcd-cluster-1 \
--initial-cluster-state new \
--advertise-client-urls http://10.0.1.12:2379 \
--listen-client-urls http://10.0.1.12:2379 \
--listen-peer-urls http://10.0.1.12:2380

网关

etcd 网关是一个简单的 TCP 代理,转发网络数据到 etcd 集群。请阅读 网关指南来获取更多信息。

代理

--proxy 标记被设置时,etcd 运行于 代理模式。这个代理模式仅仅支持 etcd v2 API; 没有支持 v3 API 的计划。取而代之的是,对于 v3 API 支持,在 etcd 3.0 发布之后将会有一个新的有增强特性的代理。

为了搭建带有v2 API的代理的 etcd 集群,请阅读 clustering doc in etcd 2.3 release.

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