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手把手教你在Kubernetes上部署Redis高可用集群

作者：佚名
系統(tǒng) Linux Redis
在Kubernetes中部署Redis集群面臨挑戰(zhàn)，因為每個 Redis 實例都依賴于一個配置文件，該文件可以跟蹤其他集群實例及其角色。為此，我們需要結(jié)合使用Kubernetes StatefulSets和PersistentVolumes。

 Redis 介紹

Redis 代表REmote DIctionary Server是一種開源的內(nèi)存中數(shù)據(jù)存儲，通常用作數(shù)據(jù)庫，緩存或消息代理。它可以存儲和操作高級數(shù)據(jù)類型，例如列表，地圖，集合和排序集合。由于Redis接受多種格式的密鑰，因此可以在服務(wù)器上執(zhí)行操作，從而減少了客戶端的工作量。它僅將磁盤用于持久性，而將數(shù)據(jù)庫完全保存在內(nèi)存中。Redis是一種流行的數(shù)據(jù)存儲解決方案，并被GitHub，Pinterest，Snapchat，Twitter，StackOverflow，F(xiàn)lickr等技術(shù)巨頭所使用。

為什么使用 Redis

  •  它的速度非?？?。它是用 ANSI C 編寫的，并且可以在 POSIX 系統(tǒng)上運行，例如 Linux，Mac OS X 和 Solaris。
  •  Redis 通常被排名為最流行的鍵/值數(shù)據(jù)庫和最流行的與容器一起使用的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫。
  •  其緩存解決方案減少了對云數(shù)據(jù)庫后端的調(diào)用次數(shù)。
  •  應(yīng)用程序可以通過其客戶端 API 庫對其進行訪問。
  •  所有流行的編程語言都支持 Redis。
  •  它是開源且穩(wěn)定的。

什么是 Redis 集群

Redis Cluster 是一組 Redis 實例，旨在通過對數(shù)據(jù)庫進行分區(qū)來擴展數(shù)據(jù)庫，從而使其更具彈性。群集中的每個成員（無論是主副本還是輔助副本）都管理哈希槽的子集。如果主機無法訪問，則其從機將升級為主機。在由三個主節(jié)點組成的最小 Redis 群集中，每個主節(jié)點都有一個從節(jié)點（以實現(xiàn)最小的故障轉(zhuǎn)移），每個主節(jié)點都分配有一個介于 0 到 16,383 之間的哈希槽范圍。節(jié)點 A 包含從 0 到 5000 的哈希槽，節(jié)點 B 從 5001 到 10000，節(jié)點 C 從 10001 到 16383。群集內(nèi)部的通信是通過內(nèi)部總線進行的，使用協(xié)議傳播有關(guān)群集的信息或發(fā)現(xiàn)新節(jié)點。

在 Kubernetes 中部署 Redis 集群

在Kubernetes中部署Redis集群面臨挑戰(zhàn)，因為每個 Redis 實例都依賴于一個配置文件，該文件可以跟蹤其他集群實例及其角色。為此，我們需要結(jié)合使用Kubernetes StatefulSets和PersistentVolumes。

克隆部署文件 

  1. git clone https://github.com/llmgo/redis-sts.git 

創(chuàng)建 statefulset 類型資源 

  1. [root@node01 redis-sts]# cat redis-sts.yml   
  2. ---  
  3. apiVersion: v1  
  4. kind: ConfigMap  
  5. metadata:  
  6.   name: redis-cluster  
  7. data:  
  8.   update-node.sh: |  
  9.     #!/bin/sh  
  10.     REDIS_NODES="/data/nodes.conf"  
  11.     sed -i -e "/myself/ s/[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}/${POD_IP}/" ${REDIS_NODES}  
  12.     exec "$@"  
  13.   redis.conf: |+  
  14.     cluster-enabled yes  
  15.     cluster-require-full-coverage no  
  16.     cluster-node-timeout 15000  
  17.     cluster-config-file /data/nodes.conf 
  18.     cluster-migration-barrier 1 
  19.      appendonly yes  
  20.     protected-mode no  
  21. ---  
  22. apiVersion: apps/v1  
  23. kind: StatefulSet  
  24. metadata:  
  25.   name: redis-cluster  
  26. spec:  
  27.   serviceName: redis-cluster  
  28.   replicas: 6  
  29.   selector:  
  30.     matchLabels:  
  31.       app: redis-cluster  
  32.   template:  
  33.     metadata:  
  34.       labels:  
  35.         app: redis-cluster  
  36.     spec:  
  37.       containers:  
  38.       - name: redis  
  39.         image: redis:5.0.5-alpine  
  40.         ports:  
  41.         - containerPort: 6379  
  42.           name: client  
  43.         - containerPort: 16379  
  44.           name: gossip  
  45.         command: ["/conf/update-node.sh", "redis-server", "/conf/redis.conf"]  
  46.         env:  
  47.         - name: POD_IP  
  48.           valueFrom:  
  49.             fieldRef:  
  50.               fieldPath: status.podIP  
  51.         volumeMounts:  
  52.         - name: conf  
  53.           mountPath: /conf  
  54.           readOnly: false  
  55.         - name: data  
  56.           mountPath: /data  
  57.           readOnly: false  
  58.       volumes:  
  59.       - name: conf  
  60.         configMap:  
  61.           name: redis-cluster  
  62.           defaultMode: 0755  
  63.   volumeClaimTemplates:  
  64.   - metadata: 
  65.        name: data  
  66.     spec:  
  67.       accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]  
  68.       resources:  
  69.         requests:  
  70.           storage: 5Gi  
  71.       storageClassName: standard  
  72. $ kubectl apply -f redis-sts.yml  
  73. configmap/redis-cluster created  
  74. statefulset.apps/redis-cluster created  
  75. $ kubectl get pods -l app=redis-cluster  
  76. NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE  
  77. redis-cluster-0   1/1     Running   0          53s  
  78. redis-cluster-1   1/1     Running   0          49s  
  79. redis-cluster-2   1/1     Running   0          46s  
  80. redis-cluster-3   1/1     Running   0          42s  
  81. redis-cluster-4   1/1     Running   0          38s  
  82. redis-cluster-5   1/1     Running   0          34s 

創(chuàng)建 service 

  1. [root@node01 redis-sts]# cat redis-svc.yml   
  2. ---  
  3. apiVersion: v1  
  4. kind: Service  
  5. metadata:  
  6.   name: redis-cluster  
  7. spec:  
  8.   type: ClusterIP  
  9.   clusterIP: 10.96.0.100  
  10.   ports:  
  11.   - port: 6379  
  12.     targetPort: 6379  
  13.     name: client  
  14.   - port: 16379  
  15.     targetPort: 16379  
  16.     name: gossip  
  17.   selector:  
  18.     app: redis-cluster  
  19. $ kubectl apply -f redis-svc.yml  
  20. service/redis-cluster created  
  21. $ kubectl get svc redis-cluster  
  22. NAME            TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)              AGE  
  23. redis-cluster   ClusterIP   10.96.0.100   <none>        6379/TCP,16379/TCP   35s 

初始化 redis cluster

下一步是形成Redis集群。為此，我們運行以下命令并鍵入yes以接受配置。前三個節(jié)點成為主節(jié)點，后三個節(jié)點成為從節(jié)點。 

  1. $ kubectl exec -it redis-cluster-0 -- redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 $(kubectl get pods -l app=redis-cluster -o jsonpath='{range.items[*]}{.status.podIP}:6379 ') 
  2. >>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...  
  3. Master[0] -> Slots 0 - 5460  
  4. Master[1] -> Slots 5461 - 10922  
  5. Master[2] -> Slots 10923 - 16383  
  6. Adding replica 10.244.2.11:6379 to 10.244.9.19:6379  
  7. Adding replica 10.244.9.20:6379 to 10.244.6.10:6379  
  8. Adding replica 10.244.8.15:6379 to 10.244.7.8:6379  
  9. M: 00721c43db194c8f2cacbafd01fd2be6a2fede28 10.244.9.19:6379  
  10.    slots:[0-5460] (5461 slots) master  
  11. M: 9c36053912dec8cb20a599bda202a654f241484f 10.244.6.10:6379  
  12.    slots:[5461-10922] (5462 slots) master  
  13. M: 2850f24ea6367de58fb50e632fc56fe4ba5ef016 10.244.7.8:6379  
  14.    slots:[10923-16383] (5461 slots) master  
  15. S: 554a58762e3dce23ca5a75886d0ccebd2d582502 10.244.8.15:6379  
  16.    replicates 2850f24ea6367de58fb50e632fc56fe4ba5ef016  
  17. S: 20028fd0b79045489824eda71fac9898f17af896 10.244.2.11:6379  
  18.    replicates 00721c43db194c8f2cacbafd01fd2be6a2fede28  
  19. S: 87e8987e314e4e5d4736e5818651abc1ed6ddcd9 10.244.9.20:6379  
  20.    replicates 9c36053912dec8cb20a599bda202a654f241484f  
  21. Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes  
  22. >>> Nodes configuration updated  
  23. >>> Assign a different config epoch to each node  
  24. >>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster  
  25. Waiting for the cluster to join  
  26. ...  
  27. >>> Performing Cluster Check (using node 10.244.9.19:6379)  
  28. M: 00721c43db194c8f2cacbafd01fd2be6a2fede28 10.244.9.19:6379  
  29.    slots:[0-5460] (5461 slots) master  
  30.    1 additional replica(s)  
  31. M: 9c36053912dec8cb20a599bda202a654f241484f 10.244.6.10:6379  
  32.    slots:[5461-10922] (5462 slots) master  
  33.    1 additional replica(s)  
  34. S: 87e8987e314e4e5d4736e5818651abc1ed6ddcd9 10.244.9.20:6379  
  35.    slots: (0 slots) slave  
  36.    replicates 9c36053912dec8cb20a599bda202a654f241484f  
  37. S: 554a58762e3dce23ca5a75886d0ccebd2d582502 10.244.8.15:6379 
  38.    slots: (0 slots) slave  
  39.    replicates 2850f24ea6367de58fb50e632fc56fe4ba5ef016  
  40. S: 20028fd0b79045489824eda71fac9898f17af896 10.244.2.11:6379  
  41.    slots: (0 slots) slave  
  42.    replicates 00721c43db194c8f2cacbafd01fd2be6a2fede28  
  43. M: 2850f24ea6367de58fb50e632fc56fe4ba5ef016 10.244.7.8:6379  
  44.    slots:[10923-16383] (5461 slots) master  
  45.    1 additional replica(s)  
  46. [OK] All nodes agree about slots configuration.  
  47. >>> Check for open slots...  
  48. >>> Check slots coverage...  
  49. [OK] All 16384 slots covered. 

驗證集群 

  1. [root@node01 redis-sts]# kubectl exec -it redis-cluster-0 -- redis-cli cluster info  
  2. cluster_state:ok  
  3. cluster_slots_assigned:16384  
  4. cluster_slots_ok:16384  
  5. cluster_slots_pfail:0  
  6. cluster_slots_fail:0 
  7. cluster_known_nodes:6  
  8. cluster_size:3  
  9. cluster_current_epoch:6  
  10. cluster_my_epoch:1  
  11. cluster_stats_messages_ping_sent:16  
  12. cluster_stats_messages_pong_sent:22  
  13. cluster_stats_messages_sent:38  
  14. cluster_stats_messages_ping_received:17  
  15. cluster_stats_messages_pong_received:16  
  16. cluster_stats_messages_meet_received:5  
  17. cluster_stats_messages_received:38  
  18. [root@node01 redis-sts]# for x in $(seq 0 5); do echo "redis-cluster-$x"; kubectl exec redis-cluster-$x -- redis-cli role; echo; done  
  19. redis-cluster-0  
  20. master  
  21. 14  
  22. 10.244.2.11  
  23. 6379  
  24. 14  
  25. redis-cluster-1  
  26. master  
  27. 28  
  28. 10.244.9.20  
  29. 6379  
  30. 28  
  31. redis-cluster-2  
  32. master  
  33. 28  
  34. 10.244.8.15  
  35. 6379  
  36. 28  
  37. redis-cluster-3  
  38. slave  
  39. 10.244.7.8  
  40. 6379  
  41. connected  
  42. 28  
  43. redis-cluster-4  
  44. slave  
  45. 10.244.9.19  
  46. 6379  
  47. connected  
  48. 14 
  49. redis-cluster-5  
  50. slave  
  51. 10.244.6.10  
  52. 6379  
  53. connected  
  54. 28 

測試集群

我們想使用集群，然后模擬節(jié)點的故障。對于前一項任務(wù)，我們將部署一個簡單的 Python 應(yīng)用程序，而對于后者，我們將刪除一個節(jié)點并觀察集群行為。

部署點擊計數(shù)器應(yīng)用

我們將一個簡單的應(yīng)用程序部署到集群中，并在其前面放置一個負載平衡器。此應(yīng)用程序的目的是在將計數(shù)器值作為 HTTP 響應(yīng)返回之前，增加計數(shù)器并將其存儲在 Redis 集群中。 

  1. $ kubectl apply -f app-deployment-service.yml  
  2. service/hit-counter-lb created  
  3. deployment.apps/hit-counter-app created 

在此過程中，如果我們繼續(xù)加載頁面，計數(shù)器將繼續(xù)增加，并且在刪除Pod之后，我們看到?jīng)]有數(shù)據(jù)丟失。 

  1. $  curl `kubectl get svc hit-counter-lb -o json|jq -r .spec.clusterIP`  
  2. I have been hit 20 times since deployment.  
  3. $  curl `kubectl get svc hit-counter-lb -o json|jq -r .spec.clusterIP`  
  4. I have been hit 21 times since deployment.  
  5. $ curl `kubectl get svc hit-counter-lb -o json|jq -r .spec.clusterIP`  
  6. I have been hit 22 times since deployment.  
  7. $ kubectl delete pods redis-cluster-0  
  8. pod "redis-cluster-0" deleted  
  9. $ kubectl delete pods redis-cluster-1  
  10. pod "redis-cluster-1" deleted  
  11. $  curl `kubectl get svc hit-counter-lb -o json|jq -r .spec.clusterIP`  
  12. I have been hit 23 times since deployment.  

 

責(zé)任編輯：龐桂玉 來源： 奇妙的Linux世界
KubernetesRedisLinux
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