Kubernetes发布分散式键值资料库Etcd 3.4强化后端储存与客户端平衡器功能

Kubernetes团队发布了分散式键值资料库Etcd 3.4，这个版本强化了储存后端的效能，并改进Raft投票程序，还加入了全新的客户端平衡器（Client Balancer）。Etcd是一个分散式具高可靠性的键值储存，可用来储存分散式系统的重要资料，在去年底，CoreOS团队将Etcd专案捐赠给CNCF。

新版Etcd对大规模Kubernetes工作负载进行了最佳化，大幅提升了执行效能，其最重要的更新，便是提供更好的存储后端。在之前的版本，即便没有任何写入任务，Etcd也会在大量读取交易的时候出现效能问题，花费过长的时间执行唯读工作，而原因在于，储存后端在提交等待写入操作时，会阻挡进来的读取交易，而且即便没有待处理的写入资料，也会发生同样的问题。现在，提交不会阻挡读取工作，而这能改善长时间的读取交易效能。

另外，开发团队也让后端读取交易更加并行，这将使得资料吞吐量大增70％，长时间进行读取操作的情况下，P99写入延迟减少了90％。官方也对租约储存（Lease Storage）进行了许多改进，以提高整体操作效能，新版本还新增实验性的租约检查点功能，能透过共识机制，保存租约物件的剩余生存时间值。

Etcd使用Raft共识演算法进行资料複製，过去在当一个新的成员加入或是离开丛集时，可能会影响整体丛集的可用性，而这个情况在网路分区（Network Partition）时更加严重。开发团队在Etcd 3.4改进了Raft投票流程，并加入预投票功能，以解决在网路分区的情况下，可能出现的中断问题。

Etcd 3.4的重大更新还包括添加新的客户端平衡器。Etcd被设计成可以容忍各种系统和网路故障，即便其中一个节点发生故障，多伺服器架构下的逻辑丛集看起来仍然运作正常，但是这种情况却无法保证客户端也能够正确运作，而过去Etcd客户端採用了複杂的协定，以确保在任何错误情况发生时，仍然可以维持正确性与可用性。

但由于Etcd客户端平衡器过度依赖旧的gRPC介面，因此当gRPC相依项目升级时，便会破坏客户端的行为，因此开发团队花了许多的心力修复这些问题，但叠床架屋的结果，使得客户端对伺服器的连接机制过于複杂。Etcd 3.4客户端简化了平衡器故障转移逻辑，不再维护不健康的端点列表，因为当端点连结中断时，列表就可能过时，现在客户端与当前端点连结中断，便会由下一个端点轮替，客户端也就不用追蹤端点状态。 另外，新客户端会创建自己的凭证綑绑包，以修正安全端点的故障转移问题，开发团队提到，之前当第一个Etcd伺服器故障的时候，kube-apiserver就无法与Etcd丛集连结，而Etcd 3.4更新修正了这个存在一年的臭虫。