etcd入门（一）基础架构及写入流程

一、什么是ETCD

1.1、etcd简介

etcd，可以读成etc-d，也就是分布式的配置文件。同理可以知道etcd的作用就是一个分布式的配置文件系统，也就是配置中心。

1.2、etcd应用场景

用来实现分布式系统中的配置管理和服务注册与发现；具体场景有：

1. 配置管理，比如多个客户端可以从etcd中读取到统一的配置，类似于NoSQL数据库。
2. 服务注册与发现，比如微服务架构中，服务向etcd注册自己的状态，其他服务就可以通过etcd发现。
3. 分布式锁，比如多个客户端通过获取etcd实现的分布式锁避免数据竞争和并发问题。
4. 分布式系统的一致性协调，比如分布式事务管理。

二、etcd基础架构

网上图很多，我选了一个新手比较好理解的（后面自己画一个）。

根据上面的图，可以简单理解etcd的架构如下：

1. Client层，etcd客户端，支持以api的形式操作etcd系统。

2. API网络层：声明客户端访问etcd server的通信协议，支持gRPC、HTTP。

3. 逻辑层

   1. Raft，通过Raft算法实现系统中的多个节点间的Leader选举、日志复制，保证节点间的数据一致性。
   2. 功能逻辑层，实现了etcd系统的很多特性，比如MVCC、KV Server，Auth鉴权、限流等。

4. 存储层：包含WAL日志模块、快照等模块；其中WAL和MySQL的WAL一样，是用来保证系统Crash时写入的数据不丢失的。

三、etcd执行一个写操作

根据上面的模型来分析etcd的写操作，可以将其分成以下流程：

1. etcd client选择一种通信方式，如gRPC请求etcd系统，请求到达逻辑层；
2. etcd系统会在逻辑层进行请求的校验，如系统的配额（Quota）是否达到上限；
3. 逻辑层校验完成后，通过KV Server向Raft模块发起执行请求，Raft后根据选举算法找到主节点，并在大部分节点同意后，让请求真正开始修改，也就是到达存储层。
4. etcd 存储层执行请求时，会先先WAL日志，用来保证数据不丢失；之后把请求放到一个先进先出的队列（Apply 模块）中，再依次更新MVCC模块、写boltdb等。

下面是更加清晰的etcd架构图，分析写请求涉及到哪些模块，可以帮助我们更好理解。

四、总结

上面只是分析了etcd的简单架构以及写流程，并没有介绍一些模块的具体作用，如哪些模块保证etcd的数据一致性、MVCC的作用是什么；这些会在后面补充。