2. 环境准备：部署etcd集群（3节点）、部署Cilium CNI、安装压测工具（benchmark/ghz）、配置监控（Prometheus + Grafana）

本章将搭建完整的压测沙盘环境，包括3节点etcd集群、Cilium CNI网络插件、压测工具链以及Prometheus+Grafana监控体系。所有组件均部署在同一Kubernetes集群中，便于后续注入网络故障并观察etcd性能变化。

2.1 整体环境架构

下图展示了压测沙盘各组件的逻辑关系：etcd集群作为数据平面，Cilium负责网络策略与可观测性，压测工具生成负载，监控系统采集指标。

2.2 部署3节点etcd集群

使用etcd Operator或Helm Chart部署高可用etcd集群。推荐配置如下：

2.2.1 使用Helm部署etcd集群

# 添加etcd Helm仓库
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

# 创建命名空间
kubectl create namespace etcd-bench

# 部署3节点etcd集群
helm install etcd-cluster bitnami/etcd \
  --namespace etcd-bench \
  --set replicaCount=3 \
  --set persistence.size=10Gi \
  --set resources.requests.cpu=500m \
  --set resources.requests.memory=1Gi \
  --set resources.limits.cpu=2 \
  --set resources.limits.memory=4Gi \
  --set auth.rbac.enabled=false \
  --set metrics.enabled=true

2.2.2 验证集群状态

# 查看Pod状态
kubectl get pods -n etcd-bench -l app.kubernetes.io/name=etcd

# 检查集群成员
kubectl exec -n etcd-bench etcd-cluster-0 -- etcdctl member list

# 测试写入
kubectl exec -n etcd-bench etcd-cluster-0 -- etcdctl put /test/key "hello"

# 测试读取
kubectl exec -n etcd-bench etcd-cluster-0 -- etcdctl get /test/key

2.3 部署Cilium CNI

Cilium作为eBPF驱动的CNI插件，提供高性能网络和可观测性。部署前确保内核版本≥5.10。

2.3.1 安装Cilium

# 使用Cilium CLI安装
cilium install \
  --version 1.15.0 \
  --set kubeProxyReplacement=true \
  --set ipam.mode=kubernetes \
  --set hubble.enabled=true \
  --set hubble.relay.enabled=true \
  --set hubble.ui.enabled=true \
  --set prometheus.enabled=true \
  --set operator.prometheus.enabled=true

# 验证安装
cilium status --wait

2.3.2 验证Cilium网络

# 检查Cilium Agent状态
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=cilium

# 测试Pod间连通性
kubectl run test-pod --image=busybox --rm -it -- sh
# 在Pod内执行：ping <etcd-pod-ip>

2.4 安装压测工具

压测工具分为两类：etcd原生benchmark工具（模拟KV操作）和通用gRPC压测工具ghz（模拟etcd gRPC接口）。

2.4.1 安装benchmark工具

# 下载etcd benchmark二进制
wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.5.12/etcd-v3.5.12-linux-amd64.tar.gz
tar -xzf etcd-v3.5.12-linux-amd64.tar.gz
sudo cp etcd-v3.5.12-linux-amd64/benchmark /usr/local/bin/

# 验证安装
benchmark --version

2.4.2 安装ghz工具

# 下载ghz二进制
wget https://github.com/bojand/ghz/releases/download/v0.120.0/ghz-linux-x86_64.tar.gz
tar -xzf ghz-linux-x86_64.tar.gz
sudo cp ghz /usr/local/bin/

# 验证安装
ghz --version

2.5 配置监控（Prometheus + Grafana）

监控体系用于采集etcd集群性能指标、Cilium网络指标以及系统资源使用情况。

2.5.1 部署Prometheus

# 使用kube-prometheus-stack部署
helm repo add prometheus-community https://prometheus-community.github.io/helm-charts
helm repo update

helm install prometheus-stack prometheus-community/kube-prometheus-stack \
  --namespace monitoring \
  --create-namespace \
  --set prometheus.prometheusSpec.serviceMonitorSelectorNilUsesHelmValues=false

2.5.2 配置etcd ServiceMonitor

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
  name: etcd-cluster-monitor
  namespace: monitoring
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: etcd
  namespaceSelector:
    matchNames:
      - etcd-bench
  endpoints:
  - port: metrics
    interval: 15s
    path: /metrics
EOF

2.5.3 配置Cilium ServiceMonitor

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
kind: ServiceMonitor
metadata:
  name: cilium-agent-monitor
  namespace: monitoring
  labels:
    release: prometheus-stack
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: cilium
  namespaceSelector:
    matchNames:
      - kube-system
  endpoints:
  - port: prometheus
    interval: 15s
    path: /metrics
EOF

2.5.4 配置Grafana仪表盘

导入以下预置仪表盘ID：

2.6 环境验证清单

完成部署后，执行以下验证步骤确保环境就绪：

1. etcd集群健康检查：执行etcdctl endpoint health --cluster确认所有节点健康。
2. Cilium连通性测试：使用cilium connectivity test验证Pod间网络正常。
3. 压测工具可用性：执行benchmark --endpoints=http://etcd-cluster:2379 put --key-size=8 --val-size=256 --total=100验证写入正常。
4. 监控数据采集：在Grafana中查看etcd和Cilium仪表盘，确认指标数据正常展示。