【ETCD】当客户端从follower节点发起写请求时候，ETCD集群是如何处理此次的写请求呢？

当客户端从follower节点发起写请求时候，ETCD集群是如何处理此次的写请求呢？

目录

• • • 1. 客户端发起请求
    • 2. Follower节点转发请求
    • 3. 转发给Leader节点
    • 4. Leader节点处理请求
    • • 4.1 写入预写日志（WAL）
      • 4.2 发送复制请求
    • 5. Follower节点持久化数据
    • 6. Leader确认复制完成
    • **7. Leader节点确认提交**
    • 8. Follower节点标记为已提交
    • 9. 通知etcd服务器应用提交的条目
    • 10. 应用条目到MVCC存储和后端
    • 11. 返回成功响应
    • 总结

1. 客户端发起请求

• 功能：客户端向ETCD集群中的某个Follower节点发起写请求（通过gRPC端点）。
• 原因：客户端需要将数据写入ETCD，通常是键值对的形式。
• 作用：这是整个写入流程的起点，触发ETCD的数据一致性流程。即使请求落到Follower节点，集群内部会确保正确处理。

2. Follower节点转发请求

• 功能：Follower节点接收到请求后，将其转发至当前集群的Leader节点。
• 原因：Raft一致性协议要求，只有Leader节点可以处理写入请求，Follower节点只能处理读取请求或转发写入请求。
• 作用：确保ETCD遵循Raft协议，将写请求交由Leader处理，避免数据冲突。

3. 转发给Leader节点

• 功能：Follower节点将请求通过内部集群通信转发给Leader节点。
• 原因：Leader节点是整个Raft集群中负责写入操作的核心节点，只有Leader才能协调数据一致性。
• 作用：将客户端写请求正确路由到能处理该请求的Leader节点，避免写入失败。

4. Leader节点处理请求

4.1 写入预写日志（WAL）

• 功能：Leader节点首先将事务数据写入自己的WAL（Write Ahead Log）。
• 原因：WAL是Raft协议中关键的一环，用于保证在节点宕机时能够恢复未完成的操作。
• 作用：通过持久化事务数据，确保即使系统崩溃，数据不会丢失，满足可靠性要求。

4.2 发送复制请求

• 功能：Leader节点通过Raft协议将数据广播给其他Follower节点，请求它们将事务写入各自的WAL中。
• 原因：Raft协议需要在集群中多数节点都持久化数据后，才能认为事务成功。
• 作用：确保集群内多数节点拥有该事务的副本，从而提供容错能力。

5. Follower节点持久化数据

• 功能：Follower节点将接收到的事务数据写入自己的WAL。
• 原因：WAL是数据一致性的核心部分，所有节点都需要将事务数据持久化到WAL中。
• 作用：让Follower节点保存事务副本，为Leader确认数据复制成功提供依据。

6. Leader确认复制完成

• 功能：Leader节点等待多数（通常是集群的多数节点）Follower节点确认已将事务数据写入它们的WAL。
• 原因：Raft协议要求，只有当集群中超过半数节点持久化数据时，事务才能被标记为提交。
• 作用：通过多数节点的确认，保证数据在分布式环境中的一致性和容错能力。

7. Leader节点确认提交

• 功能：Leader节点在满足多数派原则后，将事务标记为“已提交”。
• 原因：Raft协议设计通过多数派投票机制确保数据提交安全且可靠。
• 作用：事务一旦提交，集群中的所有节点都必须最终应用该事务，防止数据丢失。

8. Follower节点标记为已提交

• 功能：Leader节点将提交信息广播给Follower节点，Follower节点将事务标记为“已提交”。
• 原因：确保集群中的所有节点都知道该事务已经成功提交。
• 作用：Follower节点同步事务状态，为之后应用事务到实际存储打下基础。

9. 通知etcd服务器应用提交的条目

• 功能：Leader节点通知etcd服务器将已提交的事务应用到MVCC存储和后端。
• 原因：WAL仅保证事务持久化，数据最终需要应用到存储引擎才能对外生效。
• 作用：将已提交的事务应用到实际存储，完成对数据的更新。

10. 应用条目到MVCC存储和后端

• 功能：etcd服务器将事务数据应用到MVCC存储，并异步同步到BoltDB文件。
  • MVCC存储：多版本并发控制存储，支持高效的并发读写。
  • BoltDB文件：将MVCC存储中的数据异步写入磁盘，确保持久化。
• 原因：MVCC存储提供高性能的读写能力，BoltDB则提供数据的最终持久化保障。
• 作用：完成整个写入操作，同时通过异步方式提升性能，避免阻塞写入路径。

11. 返回成功响应

• 功能：etcd服务器返回成功的gRPC响应给客户端，通知写操作完成。
• 原因：让客户端知道写入已经成功提交到集群，保证操作的可观测性。
• 作用：为客户端提供可靠的反馈，标志整个写入流程的结束。

总结

这个过程展现了ETCD在分布式环境中处理写请求的完整流程：

• 通过Raft协议实现一致性和容错能力。
• 利用WAL和MVCC存储实现高性能和高可靠性。
• 异步持久化进一步提高写入效率。

这种设计确保ETCD既能满足高可用性的要求，也能在分布式环境中提供一致性和可靠性。