Kubernetes上部署一套 Redis 集群
介绍
Redis代表REmote DIctionary Server是一种开源的内存中数据存储，通常用作数据库，缓存或消息代理。它可以存储和操作高级数据类型，例如列表，地图，集合和排序集合。
由于Redis接受多种格式的密钥，因此可以在服务器上执行操作，从而减少了客户端的工作量。
它仅将磁盘用于持久性，而将数据库完全保存在内存中。
Redis是一种流行的数据存储解决方案，并被GitHub，Pinterest，Snapchat，Twitter，StackOverflow，Flickr等技术巨头所使用。
Redis是一个有状态应用
这是部署redis集群时我们最需要注意的问题，当我们把redis以pod的形式部署在k8s中时，每个pod里缓存的数据都是不一样的，而且pod的IP是会随时变化，这时候如果使用普通的deployment和service来部署redis-cluster就会出现很多问题，因此需要改用StatefulSet + Headless Service来解决
数据持久化
redis虽然是基于内存的缓存，但还是需要依赖于磁盘进行数据的持久化，以便服务出现问题重启时可以恢复已经缓存的数据。在集群中，我们需要使用共享文件系统 + PV（持久卷）的方式来让整个集群中的所有pod都可以共享同一份持久化储存
概念介绍
Headless Service
Headless Service就是没有指定Cluster IP的Service，相应的，在k8s的dns映射里，Headless Service的解析结果不是一个Cluster IP，而是它所关联的所有Pod的IP列表
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配置步骤大概罗列如下
配置共享文件系统NFS
创建PV和PVC
创建ConfigMap
创建Headless Service
创建StatefulSet
初始化redis集群
这里直接通过普通Volume的方式来挂载数据
创建ConfigMap
先创建redis.conf配置文件
appendonly yes cluster-enabled yes cluster-config-file /var/lib/redis/nodes.conf cluster-node-timeout 5000dir /var/lib/redis port 6379
kubectl create configmap redis-conf --from-file=redis.conf来创建ConfigMap
创建HeadlessService
vim headlessservice.yaml
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: redis-service labels: app: redis spec: ports: - name: redis-port port: 6379 clusterIP: None selector: app: redis appCluster: redis-cluster
kubectl apply -f headlessservice.yaml
创建StatefulSet
vim statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1beta1
kind: StatefulSet
metadata:
name: redis-app
spec:
serviceName: "redis-service"
replicas: 6
template:
metadata:
labels:
app: redis
appCluster: redis-cluster
spec:
terminationGracePeriodSeconds: 20
affinity:
podAntiAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 100
podAffinityTerm:
labelSelector:
matchExpressions:
- key: app operator: In
values:
- redis
topologyKey: kubernetes.io/hostname
containers:
- name: redis
image: "registry.cn-qingdao.aliyuncs.com/gold-faas/gold-redis:1.0"
command:
- "redis-server"
args:
- "/etc/redis/redis.conf"
- "--protected-mode"
- "no"
resources:
requests:
cpu: "100m"
memory: "100Mi"
ports:
- name: redis
containerPort: 6379
protocol: "TCP"
- name: cluster
containerPort: 16379
protocol: "TCP"
volumeMounts:
- name: "redis-conf"
mountPath: "/etc/redis"
- name: "redis-data"
mountPath: "/var/lib/redis"
volumes:
- name: "redis-conf"
configMap:
name: "redis-conf"
items:
- key: "redis.conf"
path: "redis.conf"
- name: "redis-data"
emptyDir: {}初始化redis集群
StatefulSet创建完毕后，可以看到6个pod已经启动了，但这时候整个redis集群还没有初始化，需要使用官方提供的redis-trib工具。
我们当然可以在任意一个redis节点上运行对应的工具来初始化整个集群，但这么做显然有些不太合适，我们希望每个节点的职责尽可能地单一，所以最好单独起一个pod来运行整个集群的管理工具。
在这里需要先介绍一下redis-trib，它是官方提供的redis-cluster管理工具，可以实现redis集群的创建、更新等功能，在早期的redis版本中，它是以源码包里redis-trib.rb这个ruby脚本的方式来运作的（pip上也可以拉到python版本，但我运行失败），现在（我使用的5.0.3）已经被官方集成进redis-cli中。
开始初始化集群，首先在k8s上创建一个ubuntu的pod，用来作为管理节点
kubectl run -i --tty redis-cluster-manager --image=ubuntu --restart=Never /bin/bash
进入pod内部先安装一些工具，包括wget,dnsutils,gcc然后下载和安装redis
apt-get install wget dnsutile gcc makewget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz tar -xvzf redis-5.0.3.tar.gz cd redis-5.0.3 && make
编译完毕后redis-cli会被放置在src目录下，把它放进/usr/local/bin中方便后续操作
cp src/redis-cli /usr/loca/bin
获取已经创建好的6个节点的host ip，可以通过nslookup结合StatefulSet的域名规则来查找，举个例子，要查找redis-app-0这个pod的ip，运行如下命令
root@redis-cluster-manager:/# nslookup redis-app-0.redis-service Server: 10.96.0.10Address: 10.96.0.10#53Name: redis-app-0.redis-service.default.svc.cluster.local Address: 10.244.2.140
10.244.2.140就是对应的ip。这次部署我们使用0，1，2作为Master节点；3，4，5作为Slave节点，先运行下面的命令来初始化集群的Master节点：
redis-cli --cluster create 10.244.2.140:6379 10.244.1.137:6379 10.244.2.141:6379
image.png
然后给他们分别附加对应的Slave节点，这里的cluster-master-id在上一步创建的时候会给出
redis-cli --cluster add-node 10.244.1.138:6379 10.244.2.140:6379 --cluster-slave --cluster-master-id 1c0c3a34c306b70c5eacf4f3d0649a68f0cf5d39 redis-cli --cluster add-node 10.244.2.142:6379 10.244.1.137:6379 --cluster-slave --cluster-master-id 05fd3612662a3cf53800f26ec08c08fab08297a7 redis-cli --cluster add-node 10.244.1.139:6379 10.244.2.141:6379 --cluster-slave --cluster-master-id 0d299e2974498a84e21fd9b4bd0abb6b5102d280
集群初始化后，随意进入一个节点检查一下集群信息
redis-cli -h 10.244.2.140
image.png
至此，集群初始化完毕，我们进入一个节点来试试，注意在集群模式下redis-cli必须加上-c参数才能够访问其他节点上的数据
image.png
创建Service
现在进入redis集群中的任意一个节点都可以直接进行操作了，但是为了能够对集群其他的服务提供访问，还需要建立一个service来实现服务发现和负载均衡（注意这里的service和我们之前创建的headless service不是一个东西）
vim service.yaml
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: gold-redis labels: app: redis spec: ports: - name: redis-port protocol: "TCP" port: 6379 targetPort: 6379 selector: app: redis appCluster: redis-cluster
作者：北漂打工人
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