使用Kubernetes部署高可用Redis集群

Redis是一個使用內存作為數據存儲的開源、高性能、非關係型資料庫系統。它可以被用作緩存、消息中間件、會話管理以及其他各種數據處理應用程序。在高並發、大訪問量的情況下，使用Redis集群可以提高數據的可用性和性能。

一、概述

使用Kubernetes部署高可用Redis集群，需要以下幾個步驟：

1. 配置Kubernetes環境

2. 部署Redis Master

3. 部署Redis Slave

4. 使用Redis Sentinel實現高可用

二、配置Kubernetes環境

在Kubernetes中使用Redis需要部署一個Redis集群的鏡像，並創建配置文件和服務，這些操作需要在Kubernetes環境中執行。如果你已經擁有一個Kubernetes環境，可以直接跳到下一步。

以下是快速安裝Kubernetes環境的步驟：

# 下載minikube
curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 \
  && chmod +x minikube && mv minikube /usr/local/bin/

# 啟動minikube
minikube start --vm-driver=virtualbox

# 部署Kubernetes dashboard
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.2.0/aio/deploy/recommended.yaml

三、部署Redis Master

在Kubernetes上部署Redis Master需要使用StatefulSet。以下是具體步驟：

1. 創建Redis Master服務配置文件（redis-master-service.yaml）：

<apiVersion>: v1
<kind>: Service
<metadata>:
  <name> redis-master
  <labels>:
    <app> redis
<spec>:
  <ports>:
  - <port>: 6379
    <targetPort>: redis
  <selector>:
    <app> redis
    <role> master
  <type>: ClusterIP

2. 創建Redis Master配置文件（redis-master-statefulset.yaml）：

<apiVersion>: apps/v1
<kind>: StatefulSet
<metadata>:
  <name> redis-master
  <labels>:
    <app> redis
    <role> master
<spec>:
  <selector>:
    <matchLabels>:
      <app> redis
      <role> master
  <serviceName>: redis-master
  <replicas>: 1
  <template>:
    <metadata>:
      <labels>:
        <app> redis
        <role> master
    <spec>:
      <containers>:
      - <name> redis
        <image>: redis
        <ports>:
        - <containerPort>: 6379
          <name> redis
        <args>:
        - <redis-server>
        - <--requirepass>
        - <password>
        - <--masterauth>
        - <password>
        - <--slave-read-only>
        - <no>
        - <--appendonly>
        - <yes>
        - <--save>
        - <60 1>
        <volumeMounts>:
        - <name> data
          <mountPath>: /data
  <volumeClaimTemplates>:
  - <metadata>:
      <name> data
    <spec>:
      <accessModes>: [ "ReadWriteOnce" ]
      <resources>:
        <requests>:
          <storage>: 1Gi

3. 創建Redis Master服務和StatefulSet：

kubectl apply -f redis-master-service.yaml
kubectl apply -f redis-master-statefulset.yaml

四、部署Redis Slave

在Kubernetes上部署Redis Slave也需要使用StatefulSet。以下是具體步驟：

1. 創建Redis Slave服務配置文件（redis-slave-service.yaml）：

<apiVersion>: v1
<kind>: Service
<metadata>:
  <name> redis-slave
  <labels>:
    <app> redis
<spec>:
  <ports>:
  - <port>: 6379
    <targetPort>: redis
  <selector>:
    <app> redis
    <role> slave
  <type>: ClusterIP

2. 創建Redis Slave配置文件（redis-slave-statefulset.yaml）：

<apiVersion>: apps/v1
<kind>: StatefulSet
<metadata>:
  <name> redis-slave
  <labels>:
    <app> redis
    <role> slave
<spec>:
  <selector>:
    <matchLabels>:
      <app> redis
      <role> slave
  <serviceName>: redis-slave
  <replicas>: 2
  <template>:
    <metadata>:
      <labels>:
        <app> redis
        <role> slave
    <spec>:
      <containers>:
      - <name> redis
        <image>: redis
        <ports>:
        - <containerPort>: 6379
          <name> redis
        <args>:
        - <redis-server>
        - <--requirepass>
        - <password>
        - <--masterauth>
        - <password>
        - <--slave-read-only>
        - <yes>
        <volumeMounts>:
        - <name> data
          <mountPath>: /data
  <volumeClaimTemplates>:
  - <metadata>:
      <name> data
    <spec>:
      <accessModes>: [ "ReadWriteOnce" ]
      <resources>:
        <requests>:
          <storage>: 1Gi

3. 創建Redis Slave服務和StatefulSet：

kubectl apply -f redis-slave-service.yaml
kubectl apply -f redis-slave-statefulset.yaml

五、使用Redis Sentinel實現高可用

實現Redis高可用需要使用Redis Sentinel。以下是實現過程：

1. 創建Redis Sentinel服務配置文件（redis-sentinel-service.yaml）：

<apiVersion>: v1
<kind>: Service
<metadata>:
  <name> redis-sentinel
  <labels>:
    <app> redis
    <role> sentinel
<spec>:
  <ports>:
  - <port>: 26379
    <targetPort>: sentinel
  <selector>:
    <app> redis
    <role> sentinel
  <type>: ClusterIP

2. 創建Redis Sentinel配置文件（redis-sentinel-statefulset.yaml）：

<apiVersion>: apps/v1
<kind>: StatefulSet
<metadata>:
  <name> redis-sentinel
  <labels>:
    <app> redis
    <role> sentinel
<spec>:
  <selector>:
    <matchLabels>:
      <app> redis
      <role> sentinel
  <serviceName>: redis-sentinel
  <replicas>: 3
  <template>:
    <metadata>:
      <labels>:
        <app> redis
        <role> sentinel
    <spec>:
      <initContainers>:
      - <name> wait-for-redis
        <image>: busybox
        <command>: [ "sh", "-c", "until nslookup redis-master && nslookup redis-slave-0 && nslookup redis-slave-1; do echo waiting for DNS; sleep 2; done;" ]
      <containers>:
      - <name> redis
        <image>: redis
        <ports>:
        - <containerPort>: 26379
          <name> sentinel
        <args>:
        - <redis-sentinel>
        - <--sentinel>
        - <down-after-milliseconds>
        - <5000>
        - <--parallel-syncs>
        - <1>
        - <--failover-timeout>
        - <10000>
        - <--port>
        - <26379>
        - <--sentinel>
        - <announce-ip>
        - <$(POD_IP)>
        - <--sentinel>
        - <sentinel announce-port>
        - <26379>
        - <--sentinel>
        - <sentinel monitor>
        - <mymaster>
        - <redis-master>
        - <6379>
        - <2>
        <env>:
        - <name> POD_IP
          <valueFrom>:
            <fieldRef>:
              <fieldPath>: status.podIP
        <volumeMounts>:
        - <name> data
          <mountPath>: /data
  <volumeClaimTemplates>:
  - <metadata>:
      <name> data
    <spec>:
      <accessModes>: [ "ReadWriteOnce" ]
      <resources>:
        <requests>:
          <storage>: 1Gi

3. 創建Redis Sentinel服務和StatefulSet：

kubectl apply -f redis-sentinel-service.yaml
kubectl apply -f redis-sentinel-statefulset.yaml

通過以上步驟，我們已經成功部署了Redis集群，並實現了高可用。