registry.k8s.io/etcd 镜像文档

1. 镜像概述和主要用途

registry.k8s.io/etcd 是 Kubernetes ***维护的 etcd 容器镜像。etcd 是一个分布式、高可用的键值存储系统，基于 Raft 一致性算法实现，主要用于存储分布式系统的关键数据（如配置信息、集群状态等）。该镜像专为 Kubernetes 集群设计，作为其核心组件之一，负责存储集群的状态数据（如 Pod 配置、服务信息、节点状态等），同时也可独立部署用于其他分布式系统的配置管理或服务发现场景。

2. 核心功能和特性

2.1 核心功能

• 分布式键值存储：支持键值对数据的存储与检索，键可按目录结构组织（如 /kube-system/config）。
• 强一致性：基于 Raft 协议实现分布式节点间的数据一致性，确保数据可靠同步。
• 高可用性：支持多节点集群部署，自动选举 Leader 节点，故障时自动切换，保障服务持续可用。
• 数据版本化：每个键值对关联版本号，支持基于版本的条件更新和历史数据查询。
• 监听机制：支持对键或目录的变更事件监听，实时响应数据更新。
• API 支持：提供 HTTP/gRPC API，支持数据的增删改查及集群管理操作。

2.2 关键特性

• 轻量级：容器化部署，资源占用低，适合 Kubernetes 环境集成。
• 持久化存储：支持数据持久化到磁盘，确保重启后数据不丢失。
• 安全性：支持 TLS 加密通信、客户端认证及权限控制。
• 可扩展性：支持集群节点动态添加/移除，适应业务规模增长。

3. 使用场景和适用范围

3.1 主要场景

• Kubernetes 集群后端存储：作为 Kubernetes 的核心组件，存储集群状态数据（如 etcd 中存储 pods、services、namespaces 等资源的元数据）。
• 分布式系统配置管理：存储分布式应用的动态配置，支持多节点实时同步。
• 服务发现：存储服务地址、端口等信息，供服务间相互发现。
• 分布式锁：利用 Raft 一致性实现分布式环境下的锁机制，保证操作原子性。

3.2 适用范围

• Kubernetes 环境：推荐作为 Kubernetes 集群的默认 etcd 部署方式。
• 独立分布式系统：可脱离 Kubernetes 独立部署，用于非 Kubernetes 环境的分布式存储需求。
• 开发/测试环境：单节点模式适合本地开发或测试，集群模式适合模拟生产环境。

4. 使用方法和配置说明

4.1 镜像拉取

通过以下命令拉取最新版本镜像：

bash
docker pull registry.k8s.io/etcd:latest

如需指定版本（如 3.5.10），可替换标签：

bash
docker pull registry.k8s.io/etcd:3.5.10

4.2 基本运行方式

4.2.1 单节点模式（开发/测试用）

单节点模式适合本地开发或测试，无需集群配置：

bash
docker run -d \
  --name etcd-single \
  --publish 2379:2379 \  # 客户端通信端口
  --publish 2380:2380 \  # 集群间通信端口
  --volume etcd-data:/var/lib/etcd \  # 数据持久化目录
  registry.k8s.io/etcd:latest \
  etcd \
    --name=etcd-node-1 \  # 节点名称
    --data-dir=/var/lib/etcd \  # 数据存储目录
    --listen-client-urls=[***] \  # 监听客户端请求的地址
    --advertise-client-urls=http://localhost:2379 \  # 对外暴露的客户端地址（供其他节点访问）
    --listen-peer-urls=[***] \  # 监听集群节点间通信的地址
    --initial-advertise-peer-urls=http://localhost:2380 \  # 对外暴露的集群通信地址
    --initial-cluster=etcd-node-1=http://localhost:2380 \  # 初始集群配置（单节点仅包含自身）
    --initial-cluster-token=etcd-cluster-token \  # 集群标识 token（集群内所有节点需一致）
    --initial-cluster-state=new  # 集群初始化状态（new 表示新建集群）

验证运行状态：

bash
# 进入容器
docker exec -it etcd-single sh

# 查看集群健康状态
etcdctl endpoint health --endpoints=http://localhost:2379

# 写入测试数据
etcdctl put /test/key "hello etcd"

# 读取测试数据
etcdctl get /test/key

4.2.2 集群模式（生产用）

生产环境需部署多节点集群（至少 3 节点，确保高可用）。以下为 3 节点集群示例（假设节点 IP 分别为 192.168.1.101、192.168.1.102、192.168.1.103）：

节点 1（192.168.1.101）启动命令：

bash
docker run -d \
  --name etcd-node-1 \
  --publish 2379:2379 \
  --publish 2380:2380 \
  --volume etcd-data-1:/var/lib/etcd \
  registry.k8s.io/etcd:latest \
  etcd \
    --name=etcd-node-1 \
    --data-dir=/var/lib/etcd \
    --listen-client-urls=[***] \
    --advertise-client-urls=[***] \
    --listen-peer-urls=[***] \
    --initial-advertise-peer-urls=[***] \
    --initial-cluster=etcd-node-1=[***] \
    --initial-cluster-token=etcd-cluster-token \
    --initial-cluster-state=new

节点 2（192.168.1.102）启动命令：

bash
docker run -d \
  --name etcd-node-2 \
  --publish 2379:2379 \
  --publish 2380:2380 \
  --volume etcd-data-2:/var/lib/etcd \
  registry.k8s.io/etcd:latest \
  etcd \
    --name=etcd-node-2 \
    --data-dir=/var/lib/etcd \
    --listen-client-urls=[***] \
    --advertise-client-urls=[***] \
    --listen-peer-urls=[***] \
    --initial-advertise-peer-urls=[***] \
    --initial-cluster=etcd-node-1=[***] \
    --initial-cluster-token=etcd-cluster-token \
    --initial-cluster-state=new

节点 3（192.168.1.103）启动命令：

bash
docker run -d \
  --name etcd-node-3 \
  --publish 2379:2379 \
  --publish 2380:2380 \
  --volume etcd-data-3:/var/lib/etcd \
  registry.k8s.io/etcd:latest \
  etcd \
    --name=etcd-node-3 \
    --data-dir=/var/lib/etcd \
    --listen-client-urls=[***] \
    --advertise-client-urls=[***] \
    --listen-peer-urls=[***] \
    --initial-advertise-peer-urls=[***] \
    --initial-cluster=etcd-node-1=[***] \
    --initial-cluster-token=etcd-cluster-token \
    --initial-cluster-state=new

验证集群状态：

bash
# 任意节点执行，检查集群成员
etcdctl member list --endpoints=[***]

# 检查集群健康状态
etcdctl endpoint health --endpoints=[***]

4.3 环境变量说明

etcd 支持通过环境变量配置核心参数，常用变量如下：

4.4 命令行参数说明

除环境变量外，etcd 支持通过命令行参数配置，常用参数与环境变量对应关系如下：

5. Docker Compose 部署示例

5.1 单节点部署（docker-compose.yml）

yaml
version: '3'
services:
  etcd:
    image: registry.k8s.io/etcd:latest
    container_name: etcd-single
    ports:
      - "2379:2379"  # 客户端端口
      - "2380:2380"  # 集群通信端口
    volumes:
      - etcd-data:/var/lib/etcd  # 数据持久化
    environment:
      - ETCD_NAME=etcd-node-1
      - ETCD_DATA_DIR=/var/lib/etcd
      - ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=[***]
      - ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS=http://localhost:2379
      - ETCD_LISTEN_PEER_URLS=[***]
      - ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS=http://localhost:2380
      - ETCD_INITIAL_CLUSTER=etcd-node-1=http://localhost:2380
      - ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN=etcd-cluster-token
      - ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE=new
volumes:
  etcd-data:  # 声明持久化卷

启动命令：docker-compose up -d

5.2 3 节点集群部署（docker-compose.yml）

yaml
version: '3'
services:
  etcd-node-1:
    image: registry.k8s.io/etcd:latest
    container_name: etcd-node-1
    ports:
      - "2379:2379"
      - "2380:2380"
    volumes:
      - etcd-data-1:/var/lib/etcd
    environment:
      - ETCD_NAME=etcd-node-1
      - ETCD_DATA_DIR=/var/lib/etcd
      - ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=[***]
      - ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS=[***]
      - ETCD_LISTEN_PEER_URLS=[***]
      - ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS=[***]
      - ETCD_INITIAL_CLUSTER=etcd-node-1=[***]
      - ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN=etcd-cluster-token
      - ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE=new
    networks:
      - etcd-cluster-net

  etcd-node-2:
    image: registry.k8s.io/etcd:latest
    container_name: etcd-node-2
    ports:
      - "2381:2379"  # 避免端口冲突，映射到主机 2381 端口
      - "2382:2380"
    volumes:
      - etcd-data-2:/var/lib/etcd
    environment:
      - ETCD_NAME=etcd-node-2
      - ETCD_DATA_DIR=/var/lib/etcd
      - ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS=[***]