Kubernetes生产实践之Redis-cluster

[[387120]]

方案一 自定义yaml文件安装redis cluster

背景

在Kubernetes中部署Redis集群面临挑战，因为每个Redis实例都依赖于一个配置文件，该文件可以跟踪其他集群实例及其角色。为此，需要结合使用Kubernetes StatefulSets和PersistentVolumes实现。

redis cluster架构示意图：

创建StatefulSet yaml文件

--- 
apiVersion: v1 
kind: ConfigMap 
metadata: 
  name: redis-cluster 
data: 
  update.sh: | 
    #!/bin/sh 
    REDIS_NODES="/data/nodes.conf" 
    sed -i -e "/myself/ s/[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}/${POD_IP}/" ${REDIS_NODES} 
    exec "$@" 
  redis.conf: |+ 
    bind 0.0.0.0 
    cluster-enabled yes 
    cluster-require-full-coverage no 
    cluster-node-timeout 30000 
    cluster-config-file /data/nodes.conf 
    cluster-migration-barrier 1 
    appendonly yes 
    protected-mode no 
--- 
apiVersion: apps.kruise.io/v1beta1 
# apiVersion: apps/v1 
kind: StatefulSet 
metadata: 
  name: redis-cluster 
spec: 
  serviceName: redis-cluster 
  replicas: 6 
  selector: 
    matchLabels: 
      app: redis-cluster 
  template: 
    metadata: 
      labels: 
        app: redis-cluster 
    spec: 
      containers: 
      - name: redis 
        image: redis:6.2.1-alpine 
        ports: 
        - containerPort: 6379 
          name: client 
        - containerPort: 16379 
          name: gossip 
        command: ["/conf/update.sh", "redis-server", "/conf/redis.conf"] 
        env: 
        - name: POD_IP 
          valueFrom: 
            fieldRef: 
              fieldPath: status.podIP 
        volumeMounts: 
        - name: conf 
          mountPath: /conf 
          readOnly: false 
        - name: data 
          mountPath: /data 
          readOnly: false 
      volumes: 
      - name: conf 
        configMap: 
          name: redis-cluster 
          defaultMode: 0755 
  volumeClaimTemplates: 
  - metadata: 
      name: data 
    spec: 
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] 
      resources: 
        requests: 
          storage: 100Gi 
      storageClassName: rbd 

注释：

cluster-migration-barrier 那些分配后仍然剩余migration barrier个从节点的主节点才会触发节点分配，而不是分配前有migration barrier个从节点的主节点就会触发节点分配，默认是1，生产环境建议维持默认值 
protected-mode no 参数是为了禁止外网访问redis，如果启用了，则只能够通过lookback ip（127.0.0.1）访问Redis，如果外网访问redis，会报出异常。 
apiVersion: apps.kruise.io/v1beta1 控制器这里使用kruise提供的Advanced StatefulSet，如果集群没有安装kruise，可以使用 apps/v1 

安装redis-cluster

[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl apply -f install-redis.yaml 
configmap/redis-cluster created 
statefulset.apps.kruise.io/redis-cluster created 
 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl get po -n op 
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE 
redis-cluster-0   1/1     Running   0          3m26s 
redis-cluster-1   1/1     Running   0          3m14s 
redis-cluster-2   1/1     Running   0          2m54s 
redis-cluster-3   1/1     Running   0          2m23s 
redis-cluster-4   1/1     Running   0          2m14s 
redis-cluster-5   1/1     Running   0          114s 

创建redis-cluster service

--- 
apiVersion: v1 
kind: Service 
metadata: 
  name: redis-cluster 
  namespace: op 
spec: 
  type: ClusterIP 
  ports: 
  - port: 6379 
    targetPort: 6379 
    name: client 
  - port: 16379 
    targetPort: 16379 
    name: gossip 
  selector: 
    app: redis-cluster 

[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl apply -f redis-svc.yml 
service/redis-cluster created 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl get svc -n op 
NAME            TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)              AGE 
redis-cluster   ClusterIP   10.97.197.224   <none>        6379/TCP,16379/TCP   9s 
 
测试能后连通 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# telnet  10.97.197.224 6379 
Trying 10.97.197.224... 
Connected to 10.97.197.224. 
Escape character is '^]'. 

初始化redis-cluster

执行如下命令，获取到pod IP，然后使用redis-cli --cluster创建集群

[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl -n op exec -it redis-cluster-0 -- redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 $(kubectl -n op get pods -l app=redis-cluster -o jsonpath='{range.items[*]}{.status.podIP}:6379 {end}') 
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes... 
Master[0] -> Slots 0 - 5460 
Master[1] -> Slots 5461 - 10922 
Master[2] -> Slots 10923 - 16383 
Adding replica 100.88.43.67:6379 to 100.64.147.152:6379 
Adding replica 100.113.170.5:6379 to 100.98.174.217:6379 
Adding replica 100.64.147.153:6379 to 100.80.158.227:6379 
M: b47b27a3dbddf3fc1370cbe14ae753f4fce20b04 100.64.147.152:6379 
   slots:[0-5460] (5461 slots) master 
M: 09543217c903350e963fc4fdf4acb73f8a1b7f8b 100.98.174.217:6379 
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master 
M: 5389ace495b68eeac85370d6783648dff68f2fb6 100.80.158.227:6379 
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master 
S: b1f39714c006ae55b12b18e6537303d7a00e1704 100.64.147.153:6379 
   replicates 5389ace495b68eeac85370d6783648dff68f2fb6 
S: 0113f4668ec2f3ca2e9470c44bd5faab532b0936 100.88.43.67:6379 
   replicates b47b27a3dbddf3fc1370cbe14ae753f4fce20b04 
S: e1e2f18ae66c79f1943390beabb59613abbad38a 100.113.170.5:6379 
   replicates 09543217c903350e963fc4fdf4acb73f8a1b7f8b 
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes 
>>> Nodes configuration updated 
>>> Assign a different config epoch to each node 
>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster 
Waiting for the cluster to join 
.. 
>>> Performing Cluster Check (using node 100.64.147.152:6379) 
M: b47b27a3dbddf3fc1370cbe14ae753f4fce20b04 100.64.147.152:6379 
   slots:[0-5460] (5461 slots) master 
   1 additional replica(s) 
S: 0113f4668ec2f3ca2e9470c44bd5faab532b0936 100.88.43.67:6379 
   slots: (0 slots) slave 
   replicates b47b27a3dbddf3fc1370cbe14ae753f4fce20b04 
M: 09543217c903350e963fc4fdf4acb73f8a1b7f8b 100.98.174.217:6379 
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master 
   1 additional replica(s) 
M: 5389ace495b68eeac85370d6783648dff68f2fb6 100.80.158.227:6379 
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master 
   1 additional replica(s) 
S: e1e2f18ae66c79f1943390beabb59613abbad38a 100.113.170.5:6379 
   slots: (0 slots) slave 
   replicates 09543217c903350e963fc4fdf4acb73f8a1b7f8b 
S: b1f39714c006ae55b12b18e6537303d7a00e1704 100.64.147.153:6379 
   slots: (0 slots) slave 
   replicates 5389ace495b68eeac85370d6783648dff68f2fb6 
[OK] All nodes agree about slots configuration. 
>>> Check for open slots... 
>>> Check slots coverage... 
[OK] All 16384 slots covered. 

验证集群信息

[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl -n op  exec -it redis-cluster-0 -- redis-cli cluster info 
cluster_state:ok 
cluster_slots_assigned:16384 
cluster_slots_ok:16384 
cluster_slots_pfail:0 
cluster_slots_fail:0 
cluster_known_nodes:6 
cluster_size:3 
cluster_current_epoch:6 
cluster_my_epoch:1 
cluster_stats_messages_ping_sent:178 
cluster_stats_messages_pong_sent:181 
cluster_stats_messages_sent:359 
cluster_stats_messages_ping_received:176 
cluster_stats_messages_pong_received:178 
cluster_stats_messages_meet_received:5 
cluster_stats_messages_received:359 
 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl -n op  exec -it redis-cluster-0 -- redis-cli cluster nodes 
0113f4668ec2f3ca2e9470c44bd5faab532b0936 100.88.43.67:6379@16379 slave b47b27a3dbddf3fc1370cbe14ae753f4fce20b04 0 1615348311156 1 connected 
09543217c903350e963fc4fdf4acb73f8a1b7f8b 100.98.174.217:6379@16379 master - 0 1615348314162 2 connected 5461-10922 
b47b27a3dbddf3fc1370cbe14ae753f4fce20b04 100.64.147.152:6379@16379 myself,master - 0 1615348312000 1 connected 0-5460 
5389ace495b68eeac85370d6783648dff68f2fb6 100.80.158.227:6379@16379 master - 0 1615348312000 3 connected 10923-16383 
e1e2f18ae66c79f1943390beabb59613abbad38a 100.113.170.5:6379@16379 slave 09543217c903350e963fc4fdf4acb73f8a1b7f8b 0 1615348313160 2 connected 
b1f39714c006ae55b12b18e6537303d7a00e1704 100.64.147.153:6379@16379 slave 5389ace495b68eeac85370d6783648dff68f2fb6 0 1615348312158 3 connected 

从输出可以看到，集群总共6个节点，三主三从

方案二 使用kubeDB安装redis

安装kubeDB

1、安装KubeDB

获取AppsCode License

https://license-issuer.appscode.com/

下载KubeDB charts

https://github.com/appscode/charts/tree/master/stable/kubedb-community

[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# unzip kubedb-community-v0.16.2.tgz 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# cd kubedb-community 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# ls -al 
total 96 
drwxr-xr-x 4 root root   158 Mar 10 15:26 . 
drwxr-xr-x 3 root root    66 Mar 10 15:24 .. 
-rw-r--r-- 1 root root   351 Feb 16 09:55 Chart.yaml 
drwxr-xr-x 2 root root    28 Mar 10 15:24 ci 
-rw-r--r-- 1 root root   493 Feb 16 09:55 doc.yaml 
-rw-r--r-- 1 root root   353 Feb 16 09:55 .helmignore 
-rw-r--r-- 1 root root 24422 Feb 16 09:55 README.md 
drwxr-xr-x 2 root root  4096 Mar 10 15:24 templates 
-rw-r--r-- 1 root root 47437 Feb 16 09:55 values.openapiv3_schema.yaml 
-rw-r--r-- 1 root root  5230 Feb 16 09:55 values.yaml 

修改values.yaml，把License文件放到kubedb-community目录下

2、使用helm安装

[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# helm install kubedb-community --namespace kube-system --set-file license=./kubedb-community-license.txt -f values.yaml  . 
NAME: kubedb-community 
LAST DEPLOYED: Wed Mar 10 15:38:59 2021 
NAMESPACE: kube-system 
STATUS: deployed 
REVISION: 1 
TEST SUITE: None 
NOTES: 
To verify that KubeDB has started, run: 
  kubectl get deployment --namespace kube-system -l "app.kubernetes.io/name=kubedb-community,app.kubernetes.io/instance=kubedb-community" 
Now install/upgrade appscode/kubedb-catalog chart. 
To install, run: 
  helm install kubedb-catalog appscode/kubedb-catalog --version v0.16.2 --namespace kube-system 
To upgrade, run: 
  helm upgrade kubedb-catalog appscode/kubedb-catalog --version v0.16.2 --namespace kube-system 
 
执行如下命令查看是否安装完成 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# kubectl get deployment --namespace kube-system -l "app.kubernetes.io/name=kubedb-community,app.kubernetes.io/instance=kubedb-community" 
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE 
kubedb-community   1/1     1            1           38s 
 
等待crds注册成功 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# kubectl get crds -l app.kubernetes.io/name=kubedb -w 
NAME                                       CREATED AT 
elasticsearches.kubedb.com                 2021-03-10T07:39:42Z 
elasticsearchversions.catalog.kubedb.com   2021-03-10T07:39:45Z 
etcds.kubedb.com                           2021-03-10T07:39:42Z 
etcdversions.catalog.kubedb.com            2021-03-10T07:39:45Z 
memcacheds.kubedb.com                      2021-03-10T07:39:43Z 
memcachedversions.catalog.kubedb.com       2021-03-10T07:39:45Z 
mongodbs.kubedb.com                        2021-03-10T07:39:43Z 
mongodbversions.catalog.kubedb.com         2021-03-10T07:39:45Z 
mysqls.kubedb.com                          2021-03-10T07:39:43Z 
mysqlversions.catalog.kubedb.com           2021-03-10T07:39:46Z 
perconaxtradbs.kubedb.com                  2021-03-10T07:39:43Z 
perconaxtradbversions.catalog.kubedb.com   2021-03-10T07:39:46Z 
pgbouncers.kubedb.com                      2021-03-10T07:39:44Z 
pgbouncerversions.catalog.kubedb.com       2021-03-10T07:39:46Z 
postgreses.kubedb.com                      2021-03-10T07:39:44Z 
postgresversions.catalog.kubedb.com        2021-03-10T07:39:46Z 
proxysqls.kubedb.com                       2021-03-10T07:39:44Z 
proxysqlversions.catalog.kubedb.com        2021-03-10T07:39:46Z 
redises.kubedb.com                         2021-03-10T07:39:45Z 
redisversions.catalog.kubedb.com           2021-03-10T07:39:46Z 

3、安装KubeDB Catalog

同样，先下载

https://github.com/appscode/charts/tree/master/stable/kubedb-catalog

[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-catalog]# tar -zxf kubedb-catalog-v0.16.2.tgz 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-catalog]# cd kubedb-catalog 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-catalog]# ls -al 
total 24 
drwxr-xr-x  3 root root  148 Mar 10 15:48 . 
drwxr-xr-x  3 root root   28 Mar 10 15:48 .. 
-rw-r--r--  1 root root  321 Jan 26 20:08 Chart.yaml 
-rw-r--r--  1 root root  467 Jan 26 20:08 doc.yaml 
-rw-r--r--  1 root root  353 Jan 26 20:08 .helmignore 
-rw-r--r--  1 root root 3195 Jan 26 20:08 README.md 
drwxr-xr-x 12 root root  188 Mar 10 15:48 templates 
-rw-r--r--  1 root root  744 Jan 26 20:08 values.openapiv3_schema.yaml 
-rw-r--r--  1 root root 1070 Jan 26 20:08 values.yaml 
 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-catalog]# helm install kubedb-catalog --namespace kube-system -f values.yaml  . 
NAME: kubedb-catalog 
LAST DEPLOYED: Wed Mar 10 15:50:50 2021 
NAMESPACE: kube-system 
STATUS: deployed 
REVISION: 1 
TEST SUITE: None 

使用kubedb安装redis

1、先看下官方给的redis生命周期示意图

kubedb安装redis支持如下特性

Features    Availability 
Clustering    ✓ 
Instant Backup    ✗ 
Scheduled Backup    ✗ 
Persistent Volume    ✓ 
Initialize using Snapshot    ✗ 
Initialize using Script    ✗ 
Custom Configuration    ✓ 
Using Custom docker image    ✓ 
Builtin Prometheus Discovery    ✓ 
Using Prometheus operator    ✓ 

2、查看支持的版本

[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-catalog]# kubectl get redisversions 
NAME       VERSION   DB_IMAGE                DEPRECATED   AGE 
4.0.11     4.0.11    kubedb/redis:4.0.11                  15m 
4.0.6-v2   4.0.6     kubedb/redis:4.0.6-v2                15m 
5.0.3-v1   5.0.3     kubedb/redis:5.0.3-v1                15m 
6.0.6      6.0.6     kubedb/redis:6.0.6                   15m 

3、编辑yaml安装文件

可以参照

https://github.com/kubedb/docs/blob/v2021.01.26/docs/examples/redis/clustering/demo-1.yaml

这里选择安装6.0.6这个版本，我的集群storageClassName: "rbd"，请根据实际修改

如果想自定义redis.conf,请参考

https://github.com/kubedb/docs/blob/v2021.01.26/docs/examples/redis/custom-config/redis-custom.yaml

apiVersion: kubedb.com/v1alpha2 
kind: Redis 
metadata: 
  name: redis-cluster 
  namespace: op 
spec: 
  version: 6.0.6 
  mode: Cluster 
  cluster: 
    master: 3 
    replicas: 1 
  storageType: Durable 
  storage: 
    resources: 
      requests: 
        storage: 1Gi 
    storageClassName: "rbd" 
    accessModes: 
      - ReadWriteOnce 

执行安装

[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# kubectl apply -f redis-cluster.yaml 
redis.kubedb.com/redis-cluster created 
 
安装完成，可以如下查看 
[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# kubectl get rd,po -n op 
NAME                             VERSION   STATUS         AGE 
redis.kubedb.com/redis-cluster   6.0.6     Provisioning   6m55s 
 
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE 
pod/redis-cluster-shard0-0   1/1     Running   0          6m54s 
pod/redis-cluster-shard0-1   1/1     Running   0          6m18s 
pod/redis-cluster-shard1-0   1/1     Running   0          5m38s 
pod/redis-cluster-shard1-1   1/1     Running   0          5m1s 
pod/redis-cluster-shard2-0   1/1     Running   0          4m30s 
pod/redis-cluster-shard2-1   1/1     Running   0          4m8s 
 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl get svc -n op 
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE 
redis-cluster        ClusterIP   10.97.197.224   <none>        6379/TCP   5h16m 
redis-cluster-pods   ClusterIP   None            <none>        6379/TCP   17m 

4、验证集群

[root@qd01-stop-k8s-master001 kubedb-community]# kubectl get pods -n  op  -o jsonpath='{range.items[*]}{.metadata.name} ---------- {.status.podIP}:6379{"\t\n"}{end}' | grep redis 
redis-cluster-shard0-0 ---------- 100.64.147.156:6379 
redis-cluster-shard0-1 ---------- 100.98.174.218:6379 
redis-cluster-shard1-0 ---------- 100.126.252.204:6379 
redis-cluster-shard1-1 ---------- 100.113.170.6:6379 
redis-cluster-shard2-0 ---------- 100.107.55.69:6379 
redis-cluster-shard2-1 ---------- 100.78.230.4:6379 
 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl -n op  exec -it redis-cluster-shard0-0  -- redis-cli cluster info 
cluster_state:ok 
cluster_slots_assigned:16384 
cluster_slots_ok:16384 
cluster_slots_pfail:0 
cluster_slots_fail:0 
cluster_known_nodes:6 
cluster_size:3 
cluster_current_epoch:3 
cluster_my_epoch:1 
cluster_stats_messages_ping_sent:864 
cluster_stats_messages_pong_sent:882 
cluster_stats_messages_sent:1746 
cluster_stats_messages_ping_received:879 
cluster_stats_messages_pong_received:864 
cluster_stats_messages_meet_received:3 
cluster_stats_messages_received:1746 
 
[root@qd01-stop-k8s-master001 redis]# kubectl -n op  exec -it redis-cluster-shard0-0  -- redis-cli cluster nodes 
1895cb4b9c31b848666c61000e502f55a29a8255 100.64.147.155:6379@16379 master - 0 1615365162008 2 connected 5461-10922 
30bdbf2ca37001774498a9b935afbc1cd2ce389c 100.126.252.203:6379@16379 slave 2c06092fafa99e0158e39e6237a04fed25be3550 0 1615365163000 1 connected 
9b2cfbd5c1b417121d410141b6da9512ad29ce3c 100.78.230.3:6379@16379 slave e83446c368839c5fdccf5f70e3b1004eb67cb651 0 1615365163512 3 connected 
2c06092fafa99e0158e39e6237a04fed25be3550 100.82.197.130:6379@16379 myself,master - 0 1615365162000 1 connected 0-5460 
1379d2b20f26ab13d53068d276ec5d988b7a0273 100.64.122.197:6379@16379 slave 1895cb4b9c31b848666c61000e502f55a29a8255 0 1615365163000 2 connected 
e83446c368839c5fdccf5f70e3b1004eb67cb651 100.107.55.68:6379@16379 master - 0 1615365164014 3 connected 10923-16383 

 【编辑推荐】