如何用容器实现生产级Redis sharding集群一键交付

Redis在3.0之后开始支持sharding 集群。Redis集群可以让数据自动在多个节点上分布。如何使用Docker实现Redis集群的一键部署交付，是一个有趣的并且有价值的话题。

本文将给大家介绍基于进程的容器技术实现Redis sharding 集群的一键部署。

什么是Redis sharding 集群

Redis(redis.io)作为最流行的KV数据库，很长一段时间都是单机运行，关于如何实现Redis的数据在多个节点上的分布，在Redis3.0出来之前，有很多第三方的方案。建议大家参考这个链接：

http://redis.io/topics/partitioning

Client hash

这是最简单的实现，通过在客户端利用一致性hash算法，将数据分布到不同节点。这种方法的缺点非常明显，缺少故障自动failover能力，并且在扩容时数据分布的搬迁，也比较费劲。

代理模式

一个是Redis官方推荐的Twemproxy，是由twitter公司开发；
另一个是国内豌豆荚开源的codis；

代理模式最大的好处是仍然使用redis单机的sdk进行开发，维护简单。

Redis Cluster

redis3.0继2.8推出sentinel主从自动failover功能后，推出了sharding 集群，这就是Redis Cluster。本次分享主要是介绍如何将Redis集群实现一键的部署。

参考文档：

http://redis.io/topics/cluster-tutorial

首先准备redis 镜像

Redis官方已经提供了Redis 3.2和3.3的镜像，都可以用来作为Redis集群的镜像，3.2是稳定版本。

目前官方推出了alpine版本的Redis镜像，alpine镜像的优势是体积小。此次分享是采用官方的redis:3.2-alpine的镜像来做集群。

准备初始化脚本的执行环境

redis官方提供了一个ruby的脚本redis-trib.rb，这个脚本可以用来初始化集群、resharding 集群、rebalance集群等。

我们使用官方的脚本来初始化集群。该脚本的运行需要ruby环境，我们来构建一个redis-trib镜像，以下是构建redis-trib镜像的Dockerfile内容：

cat Dockerfile

FROM ruby:2.3.1-alpine

ADD https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/3.2.0/src/redis-trib.rb /usr/local/bin/redis-trib.rb

RUN gem install redis && chmod 755 /usr/local/bin/redis-trib.rb && \
  sed -i '/yes_or_die.msg/a return if ENV["QUIET_MODE"] == "1"' /usr/local/bin/redis-trib.rb

ADD entrypoint.sh /entrypoint.sh

ENTRYPOINT [“/entrypoint.sh"]

脚本文件

cat entrypoint.sh

#!/bin/sh

if [ "$CLUSTER_CMD" = create ]; then
  if [ -f /usr/local/etc/redis-trib.conf ] ; then
    . /usr/local/etc/redis-trib.conf
    QUIET_MODE=1 redis-trib.rb create --replicas $REPLICAS $NODES
  fi
fi

上面两个文件用来构建redis-trib镜像，Dockerfile中的逻辑比较简单，将github中的redis-trib.rb文件添加到镜像中，并让脚本执行支持非交互模式(QUIET_MODE)。

镜像启动时，将执行集群初始化命令。

准备redis 集群配置文件

port 6379
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

redis 集群的配置文件我们一般放到数据目录/data下，redis进程对/data目录拥有可读写的权限。

准备redis-trib脚本配置文件，用于集群初始化参数获取

entrypoint.sh文件中，最主要的是读取redis-trib.conf配置文件，配置文件的格式非常简单

REPLICAS={{.REPLICAS_NUM}}
{{ $rs := service "redis" }}
NODES="{{range $i,$rc := $rs.Containers}} {{$rc.IPAddr}}:6379{{end}}"

REPLICAS的意思是每个分片有几个slave，一般配置1个slave ,即REPLICAS=1**NODES**的意思是集群的每个节点，包括master和slave。

所以如果有10个节点，REPLICAS=1的话，那么将有5个分片(slices)。

编排集群

准备好上述镜像和配置文件后，我们开始编排集群

第一步：创建模版
图片描述
第二步：选择镜像，添加redis服务

图片描述

第三步：设置容器参数

图片描述

第四步：设置健康检查策略

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第五步：设置redis容器部署策略

图片描述

添加redis 集群初始化服务redis-trib

第一步：选择镜像

图片描述

第二步：设置容器参数

图片描述
第三步：设置redis-trib容器部署策略

redis-trib要在redis容器启动完成后再启动，所以启动优先级要比redis低。

图片描述

通过以上步骤，编排好了Redis-sharding应用模版。

基于Redis-sharding应用模板，一键部署Redis Cluster

以下是部署后的效果图：

图片描述

查看redis-trib集群初始化后的结果，看到集群的初始化过程没有问题；

图片描述

验证：登录到任意一台redis 节点执行redis-cli info:

图片描述

以上内容分享了基于进程的容器技术，实现了Redis sharding的一键交付。

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