zetcd：让应用解除对ZooKeeper的依赖

发布时间：2021-01-16 06:04:00 所属栏目：安全来源：网络整理

导读：《zetcd：让应用解除对ZooKeeper的依赖》要点：本文介绍了zetcd：让应用解除对ZooKeeper的依赖，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。分布式系统通常都依赖一个仲裁系统协同工作,一般这样的系统通过仲裁来保证信息的准确传达,以避免出现脑裂.这类系统

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《zetcd：让应用解除对ZooKeeper的依赖》要点：
本文介绍了zetcd：让应用解除对ZooKeeper的依赖，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。

分布式系统通常都依赖一个仲裁系统协同工作,一般这样的系统通过仲裁来保证信息的准确传达,以避免出现脑裂.这类系统通过牺牲通用性换来了充分的设计余地,这种做法显然已经被不断扩散的各种具体实现所例证.这样的系统有很多,例如：chubby,ZooKeeper,etcd和consul等.尽管这些系统的理念和协议不同,但是提供的都是类似的基于key-value的分布式仲裁.作为将etcd打造成分布式系统最受瞩目的基础组件计划的一部分,etcd团队开发了一款全新的代理,zetcd,无需变动就可以让etcd集群消费ZooKeeper的服务请求.

ZooKeeper是第一个开源实现的仲裁软件,这促使它成为众多分布式系统偏好的后端.理论上来说这些系统应该可以跟etcd兼容,但由于历史原因,事实并非如此；etcd集群无法替代ZooKeeper,其数据模型和客户端协议跟ZooKeeper应用不兼容；反之亦然.倘若该系统已经投产,那么几乎没什么动力可以推动它接入新的后端,引入新的复杂度.幸运的是,etcd v3 API正准备通过一个标准代理zetcd实现对ZooKeeper数据模型的模拟支持,zetcd是一个由etcd团队开发的全新开源项目,今天发布了zetcd第一个beta版本,v0.0.1,目标是在生产系统中管理和部署zetcd系统.

zetcd?代理部署在etcd集群前面,服务于一个模拟的ZooKeeper客户端端口,使得ZooKeeper应用可以在上层原生调用etcd.总体上来说,zetcd接受ZooKeeper的客户请求,转化成etcd的数据模型和API,将请求转发到etcd,然后将返回信息以客户端可以理解的方式转发回去.zetcd的性能跟ZooKeeper不相上下,并且简化了ZooKeeper集群与etcd之间的管理和操作复杂性.本文将揭示如何使用zetcd,zetcd工作原理以及性能基准.

zetcd入门

zetcd运行所需的是一个go编译器,从互联网上获取的源代码,以及一个可以运行etcd的系统.以下例子展示了从获取zetcd源码,一直到如何在zetcd上运行ZooKeeper命令.由于均是基于开发分支构建的etcd和zetcd,所以并不建议在生产环境这样做,这只是一个讲解如何使用的简单示例.

首先,获得etcd和zetcd源码,并编译成二进制代码：

go?get?github.com/coreos/etcd/cmd/etcd?
go?get?github.com/coreos/zetcd/cmd/zetcd

其次,运行etcd,将zetcd连接到etcd客户服务端：

#etcd?uses?localhost:2379?by?default?
etcd?&?
zetcd?-zkaddr?localhost:2181?-endpoints?localhost:2379?&

通过增加订阅和创建一个key来试用zetd：

go?install?github.com/coreos/zetcd/cmd/zkctl?
zkctl?watch?/?&?
zkctl?create?/abc?"foo"

从概念上讲,上述例子即完成在一个单个的etcd实例上增加一层zetcd.
etcd这层到底是做什么的呢?

etcd3中对ZooKeeper的支持

深入来讲,zetcd会将ZooKeeper的数据模型翻译成适配etcd API.对于key查找,zetcd将ZooKeeper层级式目录转换成etcd扁平的二分键值空间(flat binary keyspace).为了管理元数据,当写入etcd后端时,zetcd利用内存级别的事务将信息安全、原子地更新为ZooKeeper znode信息.

ZooKeeper以目录方式列出key(getChildren),而etcd则是通过间隔(Range)方式.下图讲解了zetcd如何对etcd下的key进行编码从而有效地支持以目录形式列出.所有在etcd中的zetcd key都有一个包括全目录名的前缀(例如：”/”和“/abc”分别代表深度为0 和1).要列出一个目录时,zetcd发出一个带前缀的range请求(例如[“/zk/key/002/abc/”,“/zk/key/002/abc0”)来列出满足目录深度和路径的所有/abc/下的key.深度限制只针对目录本身；如果zetcd只使用路径而不使用深度,那么etcd将返回这个目录下的所有key,zetcd则会丢弃该结果,反之则只返回本目录下的key.

每个ZooKeeper key在ZNode里都带有一些元数据,即key的调整,版本和权限等.尽管etcd也有每个key的元数据,却比ZNode要简单很多,例如因为没有目录也就没有子版本,因为etcd使用的是基于角色认证的机制因此也就没有ACL,因为实际的时钟超出范畴所以没有时间戳.这些额外的元数据会被映射为对应的key,用来描述一个完整的ZNode.修改元数据时,zetcd利用内存级别的软事务来自动更新key的子集,确保ZNodes不需要昂贵的加锁机制就可以保持一致.

此外,zetcd可以和一台授权的ZooKeeper服务器做动态校验.为了做比较,zetcd可以同时连到etcd和外部ZooKeeper服务器.当客户端发起请求给该模式下的zetcd时,请求会被同时转发到zetcd和ZooKeeper服务端.如果两个服务器响应的数据不一致,zetcd会给此响应标识一个警告.

性能基准

由于数据的转换以及额外的网络开销,也许很容易觉得这样的模拟不切实际.尽管对于ZooKeeper或者etcd集群来说,zetcd有额外的花销,但是它仍然有一个优势,即某些etcd应用安装完毕后仍然需要ZooKeeper来协调的场景.例如,早期用户报告称在zetcd里通过etcd的TLS加密流量比一个类似的经典ZooKeeper配置更简单.在这些场景中,支持同一种ZooKeeper协议所带来的简单可靠性比性能更重要一些.

（编辑：东莞站长网）

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