Redis集群方案redis-twemproxy-keepalived-白红宇

Redis集群方案redis-twemproxy-keepalived

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发布时间：2019-05-25

本文共 4989 字，大约阅读时间需要 16 分钟。

架构图

机器说明

      Java代码   
 10.75.201.67：keepalived + twemproxy  
 10.75.201.66：keepalived + twemproxy  
 初始化时，VIP绑定在10.75.201.67  
 10.75.201.26：ClusterA（redis master A + redis slave A1）  
 10.75.201.68：ClusterB（redis master B + redis slave B1）  

如果机器充足的话，redis master A与redis slave A1部署在两台机器上（redis master B + redis slave B1也一样）

为实验方便，目前redis master与redis slave是在同一机器上，通过不同的端口来启动

安装目录

      Java代码   
 /home/redis：  
 |-- nutcracker  
 |   |-- conf  
 |   |-- sbin  
 |-- redis  
 |   |-- bin  
 |   |-- conf  
 |   `-- logs  

版本

redis-2.8.19

nutcracker-0.4.0

keepalived-1.2.12

各框架作用：

1.keepalived提供VIP漂移，避免twemproxy的单点故障

2. twemproxy作为redis代理，可以提供一致性哈希；当它代理的某个Cluster挂掉了，它会把该Cluster移除，并把原本属于该Cluster的读写请求按哈希算法重新分派给另外的Cluster

3.ClusterA，ClusterB，ClusterC各有一主一从。可以横向扩展，增加ClusterD、ClusterE等

说明：

上述方案有个瑕疵：

当ClusterX中的redis master挂掉后，整个ClusterX就被twemproxy移除了（即使redis slave还正常）。可以通过keepalived或sentinel来使得slave可以在master挂掉时升级为master并绑定VIP。但这样意义不大，配置相对复杂（使用sentinel的例子见

一个更完美的方案是：

使用了keepalived+twemproxy+smitty+sentinel

sentinel可以使得redis slave升级为master，而smitty可以监测到该变化并更新twemproxy的配置文件

但到smitty的github上看，smitty还不能应用到生产环境：

配置

keepalived+twemproxy

vim /etc/keepalived/keepalived.conf

      Java代码   
 vrrp_script chk_nutcraker {  
                 script "</dev/tcp/127.0.0.1/63790" #监测nutcraker是否正常  
                 interval 2  
 }  
 vrrp_instance VI_2 {  
         state BACKUP        #both BACKUP  
         interface eth1  
         virtual_router_id 12  
         priority 101    #101 on master, 100 on backup  
         nopreempt       #both nopreempt  
         track_script {  
                 chk_nutcraker  
         }  
         virtual_ipaddress {  
              10.75.201.3  
         }  
 }  

两台keepalived都配置为BACKUP + nopreempt，表示不抢占，避免VIP不必要的漂移；为了使得初始时VIP绑定在10.75.201.67上，配置10.75.201.67的优先级为101，10.75.201.66为100

vim /home/redis/nutcracker/conf/nutcracker.yml

      Java代码   
 nutcrakerB:  
   listen: 0.0.0.0:63790    #nutcraker在端口63790启动。keepalived应该监控该端口  
 hash: one_at_a_time  
   hash_tag: "{}"  
   distribution: modula  
   auto_eject_hosts: true  
   redis: true  
   server_retry_timeout: 2000  
   server_failure_limit: 1  
 timeout: 400  
   servers:  
    - 10.75.201.26:6379:1    #这里只需要写Cluster中redis master的IP和端口  
    - 10.75.201.68:6379:1    #同上  

说明：

hash: one_at_a_time

hash_tag: "{}"

distribution: modula

这三行配置在测试时可采用，可以准确地知道数据将会保存在哪台机器：

distribution: modula表示根据key值的hash值取模，根据取模的结果选择对应的服务器

hash_tag: "{}"表示计算hash值时，只取key中包含在{}里面的那部分来计算

one_at_a_time计算hash值的，java版本的实现：

      Java代码   
 private static int oneAtATime (String k) {  
         int hash = 0;  
         try {  
             for (byte bt : k.getBytes("utf-8")) {  
                 hash += (bt & 0xFF);  
                 hash += (hash << 10);  
                 hash ^= (hash >>> 6);  
             }  
             hash += (hash << 3);  
             hash ^= (hash >>> 11);  
             hash += (hash << 15);  
         } catch (Exception e) {  
             e.printStackTrace();  
         }  
         return hash;  
     }  

测试可得：

oneAtATime("a") % 2得到0

oneAtATime("b") % 2得到1

因此，zzz{a}xxx=yyy这样的键值对会保存在10.75.201.26，而xxx{b}yyy=zzz则保存在10.75.201.68

生产环境可采用：

hash: fnv1a_64

distribution: ketama

Redis Cluster

目录结构：

      Java代码   
 |--/home/redis/redis  
    |--bin  
    |--6379  
       |--redis.conf  
       |--redis.pid  
    |--63791  
       |--redis.conf  
       |--redis.pid  

6379为redis master，63791为redis slave

需要修改redis.conf中对应的配置：

vim /home/redis/redis/6379/redis.conf

daemonize yes

pidfile /home/redis/redis/6379/redis.pid

port 6379

在63791/redis.conf中还要配置：

slaveof 127.0.0.1 6379

启动

1.启动redis

在10.75.201.26和10.75.201.68上启动：

redis-server /home/redis/redis/6379/redis.conf

redis-server /home/redis/redis/63791/redis.conf

2.启动twemproxy+keepalived

先启动10.75.201.67：

nutcracker -d -c /home/redis/nutcracker/conf/nutcracker.yml

service keepalived start

再启动10.75.201.66，重复上述操作

测试验证

1.正常情况下

查看10.75.201.26的redis，6379为master，63791为slave

查看10.75.201.68的redis，6379为master，63791为slave

客户端连接并写入：

redis-cli -h 10.75.201.3 -p 63790

10.75.201.3:63790> set {a}1 a1

10.75.201.3:63790> set {b}1 b1

则{a}1=a1写到10.75.201.26，{b}1=b1写入10.75.201.68

在10.75.201.26上（:6379以及:63791）：

get {a}1得到a1，get {b}1得到nil

在10.75.201.68上（:6379以及:63791）

get {a}1得到nil，get {b}1得到b1

2.把10.75.201.67上的twemproxy或keepalived进程kill掉

则VIP转移到10.75.201.66：

在10.75.201.66上执行ip add | grep eth1，输出：

eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UNKNOWN qlen 1000

inet 10.75.201.66/24 brd 10.75.201.255 scope global eth1

inet 10.75.201.3/32 scope global eth1

此时客户端仍可连接redis-cli -h 10.75.201.3 -p 63790并进行读写，与正常情况下没什么区别

3.把10.75.201.26的redis master进程kill掉：

lsof -i:6379

kill -9 <pid>

则客户端取不到之前写入ClusterA的数据了：

10.75.201.3:63790> get {a}1

(nil)

但ClusterA上的数据还在ClusterA-redis-slave上：

10.75.201.26:63791> get {a}1

"a1"

注意客户端有可能：

10.75.201.3:63790> get {a}1

(error) ERR Connection refused

10.75.201.3:63790> get {a}1

(nil)

第一次表明没有连接上，第二次表明连接上了但查询不到数据

这时需要注意客户端的重连和失败次数设置，官方文档说：

To ensure that requests always succeed in the face of server ejections (auto_eject_hosts: is enabled), some form of retry must be implemented at the client layer since nutcracker itself does not retry a request. This client-side retry count must be greater than server_failure_limit: value, which ensures that the original request has a chance to make it to a live server.

因此代码里可以这样写：

      Java代码   
 int retryTimes = 2;  
 boolean done = false;  
 while (!done && retryTimes > 0) {  
     try {  
               bean.getRedisTemplate().opsForHash().put("{a}4", "a4".hashCode(),"a4");  
               done = true;  
           } catch (Exception e) {  
               e.printStackTrace();  
           } finally {  
               retryTimes--;  
           }  
 }  