etcd是k8s系统中的一个组建，安装在master节点中，负责数据的存储，以及节点的注册发现。在学习k8s权威指南的时候并没有对etcd内部怎么实现原理进行一个深入的学习分析。在想深入zookeeper的时候看到一个zookeeper和etcd的对比。首先来看下对比图，然后对etcd进行一个理解。

概述

etcd 是一个分布式的、可靠的 key-value 存储系统，它用于存储分布式系统中的关键数据，这个定义非常重要。

接口介绍

etcd提供主要如下接口

put/delete:负责数据的增加删除，以key/value的形式进行存储，每一个key/value的存储都有几个属性，create_revision（创建时候对应的version），mod_revision（本次被修改对应的version），version（计数器，代表keyvalue被修改多少次）

get：负责数据的获取，2种方式，一种传参数为key，一种为参数的范围，其两个参数可能是

version。比如get（3，5）为第三次到第五次修改，返回一个列表value范围。

watch：实现数据订阅，让客户端知道etcd存储数据的一个增量变化。etcd支持对同一个key发起多次修改，因为etcd内部记录了所有的修改记录，使用watch机制可以从任意时刻对key发起一个数据通道的watcher，之后从该version时刻的所有变更都会推送给客户端。实现客户端的数据订阅。

事务：etcd通过事务来实现分布式系统对数据操作的一致性，理解为一个if else的条件。因为etcd支持对一个key的多次修改，就是通过事务来保证数据的一致性。

lease：租约接口，创建租约，并绑定到数据存储的key，通过对租约的可用性，来保证后端集群中node的剔除，在keepalived中是利用tcp探针，网络探针等检测node的可用性。假设我们在etcd存储了2个key。

node1：192.168.1.100

node2：192.168.1.101

在我们 的node1 node2的agent进程中分别创建一个租约，进程需要一直调用KeeyAlive刷新租约，如果node1进程奔溃，无法刷新，那么etcd就会剔除node1这个key，那么master节点就能通过watch机器在进行任务调度的时候不在分配给node1.直到node1的进程再次启动，重新发起put请求，进行数据的存储。

场景介绍

1.元数据存储。

进程简单的发起put请求将相关元数据存储在etcd中，至于数据的一致性由etcd来保证，etcd 中，该分布式一致性算法由 Raft 一致性算法完成，Raft实现数据一致性的前提是etcd集群的正常工作。（N+1）/2 ，所以一般是3个或者5个节点，Raft认为即使有节点挂掉，肯定会在一个节点存在待提交的数据，基于这个原理，在leaer切换期间也能保证数据 的一致性。

2服务发现

当slave进程启动时候，会将自身地址注册到etcd. 当进程挂掉之后，实现slave的剔除。

3分布式一致性，选举

一般一个集群是存在多个master，master会将自身ip注册到etcd，当一个master挂掉后，通过etcd的选举功能，选出一个可用的master，Slave 又能够拉取新的主节点的 IP，继续恢复服务。

4.分布式并发控制

如果一个slave进程计算任务时间长没，可以将一些运行过程中的数据存储到etcd，假如slave挂掉，等到恢复后，可以从etcd读取中间态数据，加速任务执行周期。