ما هو Etcd؟ Kubernetes والمجموعات

نظرة عامة على Etcd

etcd هو نظام تخزين موزع مفتوح المصدر يستخدم لحفظ البيانات عبر شبكة متوازنة من النقاط النهائية. يتم توزيع البيانات عبر النقاط النهائية لضمان الاستقرار والمتانة في حالة فشل النقاط النهائية الفردية.

مكونات etcd

تتألف etcd من ثلاثة مكونات رئيسية: العقدة، القائد، والأتباع. العقدة هي وحدة تخزين البيانات الأساسية في etcd. القائد هو العقدة التي تتحكم في الكتابة والقراءة من العقد الأخرى. الأتباع هم العقد التي تتبع القائد وتحفظ نسخًا من البيانات.

العمليات في etcd

يدعم etcd عمليات القراءة والكتابة الأساسية. يمكن للعقد القراءة من القائد أو الأتباع، ولكن الكتابة يجب أن تتم عبر القائد فقط. يتم توزيع البيانات عبر العقد بواسطة القائد.

الأمان في etcd

يدعم etcd الأمان من خلال التشفير والمصادقة. يتم تشفير البيانات في الراحة وأثناء النقل، ويتم التحقق من صحة العقد من خلال شهادات SSL.

الأداء في etcd

يتميز etcd بالأداء العالي والقدرة على التحمل. يمكن للعقد التعامل مع الكتابات والقراءات بسرعة عالية، ويمكن للنظام التعافي بسرعة من الفشل.

الاستقرار في etcd

يتميز etcd بالاستقرار والمتانة. يتم توزيع البيانات عبر العقد لضمان الاستقرار والمتانة في حالة فشل النقاط النهائية الفردية.

في الختام، etcd هو نظام تخزين موزع قوي يستخدم في العديد من التطبيقات الحديثة، بما في ذلك Kubernetes. يوفر الأمان، الأداء، والاستقرار، مما يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب تخزينًا موزعًا وموثوقًا.

لماذا etcd؟

يعد etcd نظام تخزين موثوق به يستخدم في توزيع البيانات بين العقد في البنى التحتية للخادم. ولكن لماذا يعتبر etcd خيارًا مثاليًا لهذا الغرض؟ هناك العديد من الأسباب التي تجعل etcd خيارًا مثاليًا للتوزيع الموثوق به للبيانات.

الموثوقية

أولاً وقبل كل شيء، يعتبر etcd موثوقًا بشكل خاص. يتم تخزين البيانات في etcd في نظام توزيع موثوق به يعتمد على خوارزمية Raft للإجماع. هذا يعني أنه حتى في حالة فشل بعض العقد، ستظل البيانات متاحة ومتسقة.

الأداء

بالإضافة إلى الموثوقية، يتميز etcd بالأداء العالي. يمكن لـ etcd معالجة الآلاف من الكتابات في الثانية الواحدة دون أي تأخير ملحوظ. هذا يجعله خيارًا مثاليًا للبيئات التي تتطلب تحديثات بيانات سريعة ومتكررة.

البساطة

يتميز etcd ببساطته. يمكن تثبيته وتكوينه بسهولة، ويمكن استخدامه مع العديد من اللغات البرمجية المختلفة. كما يتميز بواجهة برمجة تطبيقات (API) بسيطة ومباشرة تجعل من السهل العمل معه.

التوافق

يتوافق etcd مع العديد من الأنظمة والأدوات الأخرى، بما في ذلك Kubernetes. يمكن استخدام etcd لتوزيع البيانات بين العقد في تجمع Kubernetes، مما يجعله خيارًا مثاليًا للبنى التحتية للخادم القائمة على الحاويات.

القابلية للتوسع

أخيرًا، يتميز etcd بقابليته للتوسع. يمكن إضافة المزيد من العقد إلى نظام etcd بسهولة، مما يتيح القدرة على التوسع للتعامل مع الحمولات العالية.

باختصار، يعد etcd خيارًا مثاليًا للتوزيع الموثوق به للبيانات بين العقد في البنى التحتية للخادم بسبب موثوقيته وأدائه وبساطته وتوافقه وقابليته للتوسع.

دعم CoreOS والتاريخ وما إلى ذلك

كانت CoreOS شركة تكنولوجيا المعلومات الأمريكية التي تأسست في عام 2013 والتي تم تطويرها لتوفير البنية التحتية للشركات لتشغيل خدماتها في السحابة. في عام 2018، تم شراء CoreOS من قبل Red Hat، والتي بدورها تم شراؤها من قبل IBM في عام 2019.

تاريخ CoreOS ودعم etcd

تم تطوير CoreOS لتقديم نظام تشغيل مبني على Linux يمكنه تشغيل الحاويات بكفاءة. وكان أحد المكونات الرئيسية لهذا النظام هو etcd، وهو نظام تخزين موزع يستخدم لحفظ البيانات الهامة عبر العديد من الأجهزة.

تم تصميم etcd لتوفير مستوى عالٍ من الثبات والمتانة، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في بيئات السحابة حيث يمكن أن تحدث الفشل بسهولة. يستخدم etcd خوارزمية Raft للإجماع لضمان أن جميع البيانات متزامنة عبر الأجهزة المختلفة.

دعم CoreOS لـ etcd

كانت CoreOS داعمًا قويًا لـ etcd منذ البداية. في الواقع، كانت CoreOS هي التي أنشأت etcd في الأصل كجزء من نظامها التشغيلي. وقد استمرت في تطوير etcd ودعمه حتى بعد الاستحواذ عليها من قبل Red Hat.

تم تضمين etcd كجزء من نظام تشغيل CoreOS، مما يتيح للمطورين استخدامه بسهولة في تطبيقاتهم. كما أنه تم تصميمه للعمل بشكل جيد مع الأدوات الأخرى في نظام تشغيل CoreOS، مثل Docker وKubernetes.

في الوقت الحالي، يتم دعم etcd من قبل IBM بعد استحواذها على Red Hat. ويستمر في كونه جزءًا مهمًا من البنية التحتية للسحابة، ويستخدم في العديد من الأنظمة الكبيرة مثل Kubernetes.

الخلاصة

تأسست CoreOS لتطوير نظام تشغيل قادر على تشغيل الحاويات بكفاءة، وكان etcd جزءًا مهمًا من هذا النظام. وقد استمرت CoreOS في دعم etcd حتى بعد الاستحواذ عليها من قبل Red Hat وIBM. واليوم، يعد etcd جزءًا أساسيًا من العديد من الأنظمة الكبيرة، بما في ذلك Kubernetes.

Etcd وKubernetes

يعتبر etcd جزءًا أساسيًا من بنية Kubernetes. يستخدم Kubernetes etcd كمخزن بيانات موثوق لجميع بيانات الكونسول. يتم تخزين جميع البيانات الخاصة بالتكوين والحالة والميتاداتا في etcd.

الدور الأساسي لـ etcd في Kubernetes

يعتبر etcd مكونًا أساسيًا في Kubernetes لأنه يحتفظ بجميع بيانات الكونسول. يتم تخزين جميع البيانات الخاصة بالتكوين والحالة والميتاداتا في etcd. يتم استخدام هذه البيانات للحفاظ على حالة الكونسول وللتأكد من أن جميع الخدمات تعمل بشكل صحيح.

العمليات الأساسية في etcd

يتم تنفيذ العمليات الأساسية في etcd بواسطة API الخاص به. يتضمن هذا الإنشاء والقراءة والتحديث والحذف. يمكن للمستخدمين أيضًا مشاهدة التغييرات في البيانات في الوقت الفعلي بواسطة واجهة برمجة التطبيقات.

الاستقرار والموثوقية

يعتبر etcd موثوقًا ومستقرًا بفضل الخوارزمية Raft. يتم استخدام هذه الخوارزمية للتأكد من أن جميع البيانات متزامنة عبر الكونسول. يمكن للمستخدمين الاعتماد على etcd للحفاظ على بياناتهم آمنة ومتزامنة.

الأمان

يوفر etcd أمانًا قويًا للبيانات. يتم تشفير جميع البيانات المخزنة في etcd بواسطة TLS. يمكن للمستخدمين أيضًا استخدام ميزات الأمان الأخرى مثل التحقق من الهوية والتحكم في الوصول.

الأداء

يوفر etcd أداءً عاليًا ويمكنه التعامل مع الكثير من الطلبات في الثانية الواحدة. يمكن للمستخدمين الاعتماد على etcd للتعامل مع الحمل العالي والحفاظ على الأداء الجيد.

في الختام، يعتبر etcd جزءًا أساسيًا من بنية Kubernetes. يوفر موثوقية عالية وأمانًا قويًا للبيانات. يمكن للمستخدمين الاعتماد على etcd للحفاظ على بياناتهم آمنة ومتزامنة.

`

`

مشغل etcd

يُعتبر عنصر التحكم في etcd كواحد من أساسيات نظام Kubernetes، حيث يفشل النظام الكامل من العمل في حالة توقفه. يتيح العنصر التحكم المُعني بالتحكم في etcd لتنظيم وإدارة النظام، والتحكم في وظائفه.

الدور الأساسي لعنصر التحكم في etcd

تشمل الوظائف الأساسية التي يقوم بها العنصر المحكم في etcd على النحو التالي:

1. القيام بعمليات التجهيز والهدم لعناصر بيئة العمل من etcd: من خلال استقبال الطلبات عبر الواجهة البرمجية للتطبيق، يمكنه تجهيز عنصر جديد أو هدم عنصر قائم في بيئة عمل etcd.

2. تنفيذ النسخ الاحتياطي وعمليات الاستعادة: العنصر المشغل يتمتع بقدرة على تنفيذ عمليات النسخ الاحتياطي للبيانات والمعلومات المخزنة في عناصر بيئة العمل من etcd، ويستطيع استعادتها عند اللزوم.

3. إجراء التحديثات: يمكن للعنصر المشغل منالقيام بتحديث العناصر الموجودة داخل بيئة عمل etcd بشكل آلي، وترقيتها إلى أحدث نُسخ.

كيف يُعمل العنصر التحكم في etcd؟

يبنى العنصر التحكم في etcd على مفهوم "تعريفات مورد خاصة" في نظام Kubernetes. تكتسب هذه التعريفات المطوَّرين إمكانية التعرف على أنواع الموارد الخاصة التي يحتاجونها، والتحكم في عمليات الإنشاء، التحديث وهدم هذه الموارد من خلال الواجهة البرمجية القياسية لـ Kubernetes.

عند استلام العنصر المشغل لطلب تجهيز عنصر جديد من etcd، يقوم بتأهيل العناصر اللازمة من نظام Kubernetes (مثل الخدمات والأعداد والتحكم بالهوامش الثابتة) لكي يُمكن تشغيل العنصر الجديد. بالإضافة إلى ذلك، يتابع العنصر المشغل حالة العناصر ويقوم بالتحديثات اللازمة حسب الحالة الحالية والطلبات التي يتلقاها من الواجهة البرمجية.

مقارنة بين العنصر التحكم في etcd وأدوات المعتمدة على Kubernetes

رغم قُدوم العديد من المكتبات والأدوات المنافسة التي تقدم وظائف وخصائص مساوية للعنصر المشغل في etcd، يظل هذا العامل مميز في العديد من الميزات. كما أنه يتَّسم بالدمج الكامل والتكاملي في بيئة العمل من Kubernetes، الأمر الذي يُجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات المعتمدة على هذا النظام. وبالإضافة الى ذلك، يقدم العنصر المشغل واجهة برمجية قوية ومتجاوبة تُتيح للمطورين التحكم بالعمليات والظروف المتعلقة بحالة العمل من etcd، وفي النهاية، يدعم العنصر المشغل عمليات النسخ الاحتياطي والاستعادة، مما يساعد في الحفاظ على قوة البيانات وقدرة التحمل في مواجهة الأخطاء.

خوارزمية إجماع الطوافة

الخوارزمية Raft هي خوارزمية توافق تم تصميمها لتكون سهلة الفهم والتطبيق. تم تطويرها لحل مشكلة التوافق في النظام الموزع، وهو مشكلة تتطلب من مجموعة من الأجهزة العاملة معًا أن تتفق على قيمة معينة. هذا يمكن أن يكون صعبًا في حالة وجود أخطاء الشبكة أو الفشل في الأجهزة.

كيف تعمل خوارزمية Raft؟

تعتمد خوارزمية Raft على مفهوم القائد (Leader). في أي وقت معين، يجب أن يكون لدى النظام قائد واحد فقط. القائد هو المسؤول عن التعامل مع جميع طلبات العملاء وتوزيعها على الأعضاء الآخرين في النظام. إذا فشل القائد، يتم اختيار قائد جديد.

الانتخابات في Raft

عندما يبدأ النظام، يتم اختيار قائد عبر عملية الانتخاب. كل عضو في النظام يمكنه التصويت لنفسه ليكون القائد. العضو الذي يحصل على أكبر عدد من الأصوات يصبح القائد.

الدورة الزمنية في Raft

تعتمد خوارزمية Raft على مفهوم الدورة الزمنية (Term). كل دورة زمنية تبدأ بانتخابات لاختيار قائد جديد. إذا فشل القائد في الدورة الزمنية الحالية، يتم بدء دورة زمنية جديدة.

السجل في Raft

يحتفظ كل عضو في النظام بسجل يحتوي على سلسلة من الإدخالات. القائد هو المسؤول عن التأكد من أن سجلات جميع الأعضاء متطابقة.

التوافق في Raft

عندما يتلقى القائد طلبًا من العميل، يضيف الطلب إلى سجله ويبدأ في إرساله إلى الأعضاء الآخرين. عندما يتلقى الأعضاء الطلب، يضيفونه إلى سجلاتهم. بمجرد أن يتلقى القائد تأكيدات من الأغلبية من الأعضاء، يتم الاتفاق على الطلب ويتم تنفيذه.

في الختام، خوارزمية Raft هي خوارزمية توافق قوية وموثوقة تم تصميمها لتكون سهلة الفهم والتطبيق. تعتبر أساسية للعمل مع الأنظمة الموزعة مثل etcd وKubernetes.

etcd مقابل Redis

عندما نتحدث عن قواعد البيانات الموزعة، يتم طرح العديد من الأسماء، ومن بينها etcd و Redis. هذان النظامان مختلفان بشكل كبير في العديد من الجوانب، ولكنهما يشتركان في الهدف الأساسي: توفير خدمة قاعدة بيانات موثوقة وموزعة. في هذا الفصل، سنقوم بمقارنة etcd و Redis من حيث الأداء، الاستخدام، والميزات.

الأداء

عندما يتعلق الأمر بالأداء، يتفوق Redis على etcd. يعتبر Redis أحد أسرع أنظمة قواعد البيانات في العالم، وذلك بفضل تصميمه الذي يعتمد على الذاكرة. ومع ذلك، يمكن أن يكون هذا الأداء العالي مكلفًا من حيث استهلاك الذاكرة. من ناحية أخرى، يعتبر etcd أبطأ قليلاً من Redis، ولكنه يوفر استهلاكًا أقل للذاكرة.

الاستخدام

بالنسبة للأغراض العامة، يمكن استخدام كل من Redis و etcd. ولكن، يتم استخدام etcd بشكل أساسي في البيئات الموزعة، مثل Kubernetes، حيث يتم استخدامه لتخزين واسترجاع البيانات الخاصة بالتكوين. من ناحية أخرى، يمكن استخدام Redis في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من النظم الأساسية للتطبيقات وصولاً إلى الأنظمة الكبيرة الحجم.

الميزات

تتميز Redis بمجموعة واسعة من الميزات، بما في ذلك الدعم لأنواع البيانات المتعددة، والقدرة على التعامل مع البيانات الكبيرة الحجم، والدعم للمعاملات. من ناحية أخرى، يتميز etcd بالبساطة والقدرة على التعامل مع البيانات الصغيرة الحجم، ولكنه يفتقر إلى بعض الميزات المتقدمة الموجودة في Redis.

في النهاية، الاختيار بين etcd و Redis يعتمد على متطلبات التطبيق الخاص بك. إذا كنت بحاجة إلى أداء عالٍ ومجموعة واسعة من الميزات، فقد يكون Redis الخيار الأفضل بالنسبة لك. ومع ذلك، إذا كنت تعمل في بيئة موزعة وتحتاج إلى خدمة بسيطة وموثوقة لتخزين البيانات، فقد يكون etcd هو الخيار الأفضل.

حارس حديقة الحيوان ضد القنصل ضد الخ

عندما نتحدث عن أنظمة التوزيع المتقدمة، فإن ZooKeeper و Consul و etcd هي ثلاثة من أبرز الأدوات المستخدمة في هذا المجال. كل منها له ميزاته وعيوبه، والاختيار بينهم يعتمد على الاحتياجات الخاصة بك.

ZooKeeper

ZooKeeper هو خدمة موزعة من Apache توفر تنسيقًا موثوقًا بين الأجهزة. يتميز بقدرته على التعامل مع الفشل الجزئي والكامل للأجهزة، ويوفر واجهة برمجة تطبيقات (API) بسيطة للتنسيق بين الأجهزة والحفاظ على البيانات في حالة متسقة.

Consul

Consul هو أداة من HashiCorp توفر خدمة اكتشاف الخدمات والتكوين الموزع والتنسيق بين الأجهزة. يتميز بواجهة برمجة تطبيقات (API) غنية ومرونة في التكوين، ويدعم الشبكات الافتراضية الخاصة والشبكات الفعلية.

etcd

etcd هو مخزن مفاتيح قيمة موزع من CoreOS. يتميز بالأداء العالي والمتانة والبساطة في التكوين والاستخدام. يستخدم etcd خوارزمية Raft للتوافق، مما يجعله مثاليًا للبيئات التي تتطلب توافقًا قويًا ومتانة عالية.

الجدول المقارن

الخاصية	ZooKeeper	Consul	etcd
الأداء	متوسط	عالي	عالي
المتانة	عالية	متوسطة	عالية
البساطة	متوسطة	عالية	عالية
الدعم	متوسط	عالي	عالي

في النهاية، الاختيار بين ZooKeeper و Consul و etcd يعتمد على الاحتياجات الخاصة بك. إذا كنت بحاجة إلى أداء عالي وبساطة، فقد يكون etcd هو الخيار الأفضل. إذا كنت بحاجة إلى مرونة ودعم للشبكات الافتراضية الخاصة، فقد يكون Consul هو الخيار الأفضل. وإذا كنت بحاجة إلى تنسيق موثوق ومتانة عالية، فقد يكون ZooKeeper هو الخيار الأفضل.

خاتمة

تحققت أمنية العديد من المؤسسات التكنولوجية في تحسين أمان "أداة etcd". قد تتساءل، ما هو السر وراء تلك الأداة التي رسخت وجودها في عالم التكنولوجيا المتقدمة؟ تكمن الإجابة في قدرتها الهائلة على معالجة البيانات، سرعة تطورها، وتنوع تطبيقاتها، منها مساندتها لـ "كوبرنيتس".

المنافسة الشرسة: 'ريديس، زوكيبر، وكونسول'

أداة etcd، المصممة خصيصاً للتعامل مع كميات هائلة من البيانات، استطاعت تجاوز منافسيها مثل 'ريديس، زوكيبر، وكونسول'. لا يتعلق الأمر فقط بالقدرة على التعامل مع التدفق البياني، ولكن أيضاً بالتفوق على مدى التأثير. بالرغم من أن 'ريديس' ما زالت تتمتع بقدرة عالية على الأداء، لكن 'زوكيبر' تميز بتقنيات الإدارة المتقدمة، و'كونسول' صُنفت كواحدة من أفضل الأدوات في مجال الكشف والرصد.

التطلعات المستقبلية لـ 'etcd'

نظرًا للتحول المستمر نحو الأنظمة المحوسبة الموزعة، يتنبأ الخبراء بموجة نجاح جديدة لـ 'etcd'. الدعم الكبير المقدم بواسطة شركة CoreOS قد يؤدي إلى تحقق تطور كبير لـ 'etcd'.

تعتمد 'etcd' على خبرة فنية عميقة وثقة مجتمع المطورين في تقديم حلول مبتكرة تواجه التحديات الأمنية. في الفترة المقبلة، نتطلع لرؤية 'etcd' وهي تتقدم خطواتها الناجحة في عالم الأمن السيبراني.

`

`

FAQ

من خلال المناقشة التالية، سنقدم لكم بأجوبة لأغلب الاستفسارات المتعلقة بـ Kubernetes و etcd، وكذلك العناقيد.

ما هو etcd؟

Etcd هو تطبيق متعدد الأغراض يعتبر مخزن بيانات مفتوح المصدر مبني على بروتوكول الشبكات الموثوق به. أصبح أداة ضرورية في الأنظمة الموزعة للتواصل وتبادل المعلومات بين العناصر المختلفة في النظام.

لماذا نحتاج إلى etcd؟

تقوم etcd بتأمين وتوثيق البيانات المتداولة عبر الشبكة. بفضل ميزاته في التعامل مع الأخطاء والقدرة على تحقيق وزن متوازن للأحمال، يعتبر etcd الخيار الأمثل لمراقبة البيانات في الأنظمة الموزعة.

ما وظيفة etcd في Kubernetes؟

etcd يعمل كبياضات معلومات في Kubernetes، يخزن فيها جميع المعلومات الحاسمة لتشغيل العنقود، مثل البيانات المتعلقة بالنقاط، الأدوات، الخدمات، والأجهزة النهائية.

ما الاختلاف بين etcd و Redis؟

etcd وRedis يقدمان خدمات تخزين المعلومات، لكنهما يعتبران مختلفين بطبيعتهما. فمن حيث الموثوقية والثقة في خزن وتبادل البيانات عبر الشبكة، etcd يمتاز على Redis. بينما يتفوق Redis في السرعة والأداء العالي.

ما الاختلاف بين ZooKeeper و Consul و etcd؟

تشكل هذه الأدوات- ZooKeeper و Consul و etcd- وسائل لأمن البيانات للأنظمة الموزعة. لكن كل واحدة تتميز بقوائم خاصة تتشمل الأداء، الثبات، والميزات. بارباكه في توفير التوازن والثبات، يعتبر etcd البديل الذي يلجأ اليه الأغلب.

ما هي الخوارزمية Raft؟

هذه الخوارزمية تعد وسيلة توافق تتيح لنا التحكم بالحالة في الأنظمة الموزعة. Raft هو خيار آمن وجديد للخوارزمية Paxos، فهي أسهل في التطبيق والفهم.

ما المقصود بـ etcd Operator؟

هذه الأداة تسنح لنا التحكم في etcd داخل الأنظمة الموزعة. فهي تعالج المهام الأساسية مثل النسخ الاحتياطية، استرداد البيانات، والتحديثات.

ما هو الغرض من CoreOS؟

CoreOS هو بيئة تشغيل مفتوحة المصدر تعمل على توفير الهياكل الأساسية للأنظمة الموزعة. يدعم الـ CoreOs etcd من الأساس، مما يجعله الخيار المناسب للأنظمة التي تتطلب ثبات etcd.

نأمل أن نكون قد ردنا على جميع استفساراتكم حول etcd و Kubernetes والعناقيد. إذا كانت لديكم أي استفسارات أخرى، لا تترددوا في الاتصال بنا.