如何在 Kubernetes 上部署 Redis 叢集？

---

介紹

Redis 是一個廣泛使用的開源記憶體資料結構儲存，用作資料庫、快取和訊息代理。它旨在以高效能和靈活的方式處理大量的資料結構。Redis 叢集是 Redis 的分散式實現，透過將資料集劃分到多個節點來提供高可用性和可擴充套件性。

前提條件

瞭解 Kubernetes 架構

在深入學習如何在 Kubernetes 上部署 Redis 叢集之前，務必先了解 Kubernetes 架構的基礎知識。這包括瞭解 Kubernetes 叢集的主要元件，例如節點、Pod 和服務。

瞭解這些元件如何相互互動也很重要。此外，瞭解 Kubernetes 控制平面和工作節點也很重要。

熟悉 Redis 叢集

在 Kubernetes 上部署 Redis 叢集之前，還必須熟悉 Redis 叢集。Redis 叢集是 Redis 的分散式實現，透過在多個主節點之間劃分資料來提供高可用性和可擴充套件性。

訪問 Kubernetes 叢集

要在 Kuberenetes 上部署 Redis 叢集，您需要訪問 Kubernetes 叢集，您可以建立叢集或使用現有叢集。您可以使用 minikube 或 microk8s 等工具建立自己的 Kubernetes 叢集，這些工具會在本地建立單節點 Kubernetes 環境，或者您可以從 AWS EKS、GKE 等提供商處配置叢集。

在 Kubernetes 上設定 Redis 叢集

為 Redis 配置檔案建立 ConfigMap

ConfigMap 是在 Kubernetes 中部署任何應用程式的重要元件。它是一個鍵值儲存，用於儲存應用程式的配置資料，並使應用程式無需重新構建映象或修改容器即可使用這些資料。

在此步驟中，我們將為 Redis 配置檔案建立一個 ConfigMap。首先，建立一個包含 Redis 配置的文字檔案。

預設位置是 /etc/redis/redis.conf。然後，使用 kubectl 命令建立 ConfigMap：

kubectl create configmap redis-config --from-file=redis.conf       

以上命令透過讀取 `redis.conf` 檔案中的資料來建立一個名為 `redis-config` 的 ConfigMap。

為 Redis 主節點部署 StatefulSet

StatefulSet 用於在 Kubernetes 中部署有狀態應用程式（如資料庫）。這是因為它們確保每個例項都有其唯一的標識和主機名，這使得管理儲存以及促進有狀態應用程式（如資料庫）的特定例項的擴充套件變得容易。要使用 StatefulSet 部署 Redis 主節點，首先需要定義一個 YAML 清單檔案，該檔案描述了您希望如何配置 StatefulSet。

這是一個示例 YAML 清單：

apiVersion: apps/v1 
kind: StatefulSet metadata: 
name: redis-master spec: 
serviceName: redis-master replicas: 3 
selector: matchLabels: 
app: redis-master template: 
metadata: labels: 
app: redis-master spec: 
containers: - name: redis-server 
imagePullPolicy: Always image: docker.io/bitnami/redis-cluster:
envFrom: - configMapRef: 
name: redis-config ports: 
- containerPort: 6379 name: redis-port 
args: - "redis-server" 
- "/opt/bitnami/redis/conf/redis.conf" - "--cluster-enabled" 
- "yes" - "--cluster-config-file" 
- "/opt/bitnami/redis/data/nodes.conf" 

以上清單建立了一個名為 `redis-master` 的 StatefulSet，並部署了三個 Redis 主節點副本。

Redis 伺服器的配置取自前面建立的 ConfigMap。`--cluster-enabled` 標誌啟用叢集模式，而 `--cluster-config-file` 標誌指定 Redis 將儲存其叢集資訊的位置。

為 Redis 從節點部署 StatefulSet

ReplicaSet 與 StatefulSet 配合使用，用於在 Kubernetes 中部署應用程式的多個副本。ReplicaSet 提供高可用性和災難恢復功能，以及叢集內的負載均衡。要使用 StatefulSet 部署 Redis 從節點，首先定義另一個與主節點類似的 YAML 清單，但它具有不同的標籤：

apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet 
metadata: name: redis-slave 
spec: serviceName: redis-slave 
replicas: 3 selector: 
matchLabels: app: redis-slave 
template: metadata: 
labels: app: redis-slave 
spec: containers: 
- name: redis-server imagePullPolicy: Always 
image: docker.io/bitnami/redis-cluster:envFrom: 
- configMapRef: name: redis-config 
command: ["/bin/sh"] args : 
["-c", "cp /opt/bitnami/redis/conf/slave.conf /opt/bitnami/redis/conf/redis.conf; redis-server /opt/bitnami/redis/conf/redis.conf"] ports: 
- containerPort: 6379 name: redis-port  

以上清單建立了一個名為 `redis-slave` 的 StatefulSet，並部署了三個 Redis 從節點副本。Redis 伺服器的配置取自前面建立的 ConfigMap。

部署服務和 Ingress

服務和 Ingress 用於在 Kubernetes 叢集外部公開應用程式。服務為 Kubernetes 資源提供網路訪問，而 Ingress 將外部流量路由到叢集內的正確服務。

要為 Redis 主節點和從節點部署服務，需要定義兩個 YAML 清單檔案，如下所示：

apiVersion: v1 
kind: Service metadata: 
name: redis-master-svc spec: 
selector: app: redis-master 
ports: - protocol: TCP 
port: 6379 targetPort: redis-port --- 
apiVersion: v1 kind: Service 
metadata: name: redis-slave-svc 
spec: selector: 
app : redis-slave ports: 
- protocol : TCP port : 6379 
targetPort : redis-port 

以上清單建立了兩個服務，一個 `redis-master-svc` 選擇主節點，另一個 `redis-slave-svc` 選擇從節點。

每個服務都在其分配的端點 IP 地址上公開 Redis 使用的埠 (6379)。要部署 Ingress 以從外部訪問 Redis，可以使用此 YAML 清單：

apiVersion : networking.k8s.io/v1beta1 kind : Ingress 
metadata : annotations : 
nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex : "true" nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect : "false" 
name : redis-ingress spec : 
rules : - host : redis-cluster.com 
http : paths : 
- backend : serviceName : redis-master-svc 
servicePort : 6379 path : /master 
pathType: Prefix - backend: 
serviceName: redis-slave-svc servicePort: 6379 
path: /slave pathType: Prefix  

以上清單為 Redis 建立了一個 Ingress 規則，該規則有兩個路徑，一個用於主節點，另一個用於從節點。Ingress 控制器負責根據 Ingress 規則中定義的路徑將外部流量路由到正確的服務。

故障排除

除錯 Redis 叢集設定

部署 Redis 集群后，有必要監控叢集以確保其平穩執行。Kubernetes 提供各種工具和技術來監控和除錯已部署的應用程式。

使用以下步驟來排除 Redis 叢集設定問題：

檢查日誌 - 對 Kubernetes 應用程式進行故障排除的第一步是檢查應用程式 Pod 的日誌。

可以使用 kubectl logs 命令檢視日誌，該命令將檢索 Pod 中執行的所有容器的日誌。

檢查部署狀態 - 使用 kubectl describe 命令檢查構成 Redis 叢集部署的每個資源的狀態，例如 Pod 狀態、StatefulSet 副本等。

檢查連線性 - 確保所有 Pod 都能夠使用它們各自的服務名稱相互通訊。

刪除有問題的資源 - 如果遇到您不確定如何修復的錯誤，刪除並重新建立有問題的資源通常是一種有效的方法。

擴充套件 Redis 叢集

擴充套件 Redis 叢集包括根據工作負載要求新增或刪除節點。Kubernetes 支援向上或向下擴充套件 StatefulSet 和 ReplicaSet，這使得擴充套件 Redis 叢集變得容易：

向上擴充套件 StatefulSet - 使用 `kubectl scale statefulset` 命令增加 statefulset 的數量。

向下擴充套件 statefulset - 減少 statefulset 的數量，同時確保在其上沒有聯機分片。

結論

在 Kubernetes 上部署 Redis 叢集具有許多優點，例如與傳統部署方法相比，它具有可擴充套件性、容錯性和更輕鬆的工作負載管理。藉助 Kubernetes 的內建功能（如 StatefulSet 和 ReplicaSet）以及易於使用的 CLI 命令，設定和執行您自己的高可用性分散式資料庫比以往任何時候都更容易。

可以使用 Kubernetes 工具輕鬆地進行故障排除和擴充套件 Redis 叢集。按照本文中概述的步驟，您現在應該掌握了在 Kubernetes 上部署和管理您自己的 Redis 叢集的堅實基礎。