k8s部署redis cluster集群的实现

下面是关于"k8s部署redis cluster集群的实现"的完整攻略：

简介

Redis是一种常用的NoSQL数据库，它支持内存中的数据存储，使其能够快速地处理大量的数据，是一个非常流行的缓存工具。而随着云计算的发展，Kubernetes也成为了流行的容器化部署工具之一，因此，将Redis集群部署到Kubernetes上是一个非常实用的操作。

在Kubernetes上部署Redis集群时，需要注意以下三个问题：

• 如何将Redis集群的节点放置在Kubernetes集群中。
• 如何让Redis节点有效地通信。
• 如何提供Redis服务的高可用性。

本攻略将演示如何通过使用StatefulSet、PersistentVolumeClaims和Service等Kubernetes资源来解决上述问题，从而成功地部署Redis集群。

准备工作

在开始之前，您需要完成以下准备工作：

• 已经安装了kubectl；
• 已经安装了helm；
• 已经安装了redis的helm chart。

也可以在这里获取kubectl，helm的安装文档。

部署Redis Cluster集群

首先，使用helm install命令将redis chart打在kubernetes集群中：

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm install my-redis bitnami/redis

执行上面的命令之后，将在Kubernetes中部署一个Redis Pod，您可以使用kubectl get pods命令来查看Redis Pod的运行状况。

接下来，您需要为Redis Cluster创建一个StatefulSet，用于管理Redis节点。

example-redis-cluster.yaml

apiVersion: apps/v1beta1
kind: StatefulSet
metadata: 
  name: redis-cluster
spec: 
  serviceName: redis-cluster
  replicas: 3
  selector: 
    matchLabels: 
      app: redis
  template: 
    metadata: 
      labels: 
        app: redis
    spec: 
      containers: 
        - name: redis
          image: bitnami/redis
          env: 
            - name: REDIS_PORT_NUMBER
              value: "6379"

在StatefulSet中，我们指定了需要创建一个名为redis-cluster的service，该service将被用于在集群内部提供服务。spec.replicas可以指定数量为3(或任意你想要的值)。

配置Redis Cluster

为确保Redis分配的数据在所有节点之间进行数据同步和高可用性，需要配置Redis Cluster。

在StatefulSet中，我们使用了类似以下的方式给给redis node分配编号：

• redis-cluster-0.redis-cluster.default.svc.cluster.local:6379
• redis-cluster-1.redis-cluster.default.svc.cluster.local:6379
• redis-cluster-2.redis-cluster.default.svc.cluster.local:6379

在Redis Cluster中，分配的节点编号遵循以下格式:

${node.id} = $(printf "%04d" "${i}")

因此，与应用程序的其他部分一样，我们可以在应用程序中使用部署在StatefulSet中的redis-cluster service。

以下是可以使用的服务的代码示例：

import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisClient {
  private static final JedisPoolConfig poolConfig = buildPoolConfig();
  private static final String redisHost = "redis-cluster";
  private static final int redisPort = 6379;

  private static JedisPool buildPool() {
    return new JedisPool(poolConfig, redisHost, redisPort, Integer.MAX_VALUE);
  }

  private static JedisPoolConfig buildPoolConfig() {
    final JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
    poolConfig.setMaxTotal(128);
    poolConfig.setMaxIdle(128);
    poolConfig.setMinIdle(16);
    poolConfig.setTestOnBorrow(true);
    poolConfig.setTestOnReturn(true);
    poolConfig.setTestWhileIdle(true);
    poolConfig.setMinEvictableIdleTimeMillis(Duration.ofSeconds(60).toMillis());
    poolConfig.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(Duration.ofSeconds(30).toMillis());
    poolConfig.setNumTestsPerEvictionRun(3);
    poolConfig.setBlockWhenExhausted(false);
    return poolConfig;
  }
}

以上代码将让应用程序订阅Kubernetes集群上的redis-cluster service，以便消耗提供高可用性Redis实例所需的数据。

示例

下面是一些可以使用的示例：

示例1

在default命名空间中部署redisCluster.yaml文件：

kubectl create namespace redis
kubectl create -f example-redis-cluster.yaml -n redis

上面的命令将在名为redis的命名空间中创建一个redis cluster。

查看StatefulSet的运行状况：

kubectl get statefulsets -n redis

查看Pod的运行状况：

kubectl get pods -n redis

如果一切正常，你应该可以看到redis-cluster-0,redis-cluster-1,redis-cluster-2三个Pod。

编写 Redis 应用程序：

先是引入 Redis 客户端库。在 Java 中可以使用 Jedis， Python 中可以使用 RedisPy 等：

<dependency>
  <groupId>redis.clients</groupId>
  <artifactId>jedis</artifactId>
  <version>3.0.1</version>
</dependency>

在应用程序中，需要使用hostname 和service name访问Redis：

import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisClient {
  private static final JedisPoolConfig poolConfig = buildPoolConfig();
  private static final String redisHost = "redis-cluster";
  private static final int redisPort = 6379;

  private static JedisPool buildPool() {
    return new JedisPool(poolConfig, redisHost, redisPort, Integer.MAX_VALUE);
  }

  private static JedisPoolConfig buildPoolConfig() {
    final JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
    poolConfig.setMaxTotal(128);
    poolConfig.setMaxIdle(128);
    poolConfig.setMinIdle(16);
    poolConfig.setTestOnBorrow(true);
    poolConfig.setTestOnReturn(true);
    poolConfig.setTestWhileIdle(true);
    poolConfig.setMinEvictableIdleTimeMillis(Duration.ofSeconds(60).toMillis());
    poolConfig.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(Duration.ofSeconds(30).toMillis());
    poolConfig.setNumTestsPerEvictionRun(3);
    poolConfig.setBlockWhenExhausted(false);
    return poolConfig;
  }
}

示例2

接上文，断开某个redis pod的网路，观察redis cluster的状态：

kubectl exec -n redis redis-cluster-0 -c redis -it redis-cli
CLUSTER NODES   

上面的命令应该能看到当前集群状态中有2个节点。

重新连接该Node，他会重新down掉的Node会重新成为joined状态，并进行数据修复。

总结

通过本篇攻略，你应该已经了解到了如何在Kubernetes上部署Redis Cluster集群。在这个过程中，我们介绍了Kubernetes资源，比如StatefulSet、PersistentVolumeClaims和Service，以及如何使用它们来满足部署Redis Cluster的需求。

在生产环境中，您可以使用更好的存储、更安全的访问控制以及其他高级配置和监视工具来进一步提高Redis集群的效能和可用性。同时，我们还展示了两个关于如何使用Kubernetes资源来管理Redis存储的示例，您可以在学习和开发中使用它们。

总之，使用Kubernetes来管理Redis Cluster，可以让我们从管理Redis节点的繁琐中解放出来，并大大提高Redis集群的可用性和安全性。