k8s部署redis集群实现过程实例详解

大家好，我们又见面了啊~本文《k8s部署redis集群实现过程实例详解》的内容中将会涉及到k8sredis、集群部署等等。如果你正在学习数据库相关知识，欢迎关注我，以后会给大家带来更多数据库相关文章，希望我们能一起进步！下面就开始本文的正式内容~

写在前面

一般来说，REDIS部署有三种模式。

• 单实例模式，一般用于测试环境。
• 哨兵模式
• 集群模式

后两者用于生产部署

• 哨兵模式

在redis3.0以前，要实现集群一般是借助哨兵sentinel工具来监控master节点的状态。

如果master节点异常，则会做主从切换，将某一台slave作为master。

引入了哨兵节点，部署更复杂，维护成本也比较高，并且性能和高可用性等各方面表现一般。

• 集群模式

3.0 后推出的 Redis 分布式集群解决方案

主节点提供读写操作，从节点作为备用节点，不提供请求，只作为故障转移使用

如果master节点异常，也是会自动做主从切换，将slave切换为master。

总的来说，集群模式明显优于哨兵模式

那么今天我们就来讲解下：k8s环境下，如何部署redis集群（三主三从）？

前置准备

一、nfs安装

• nfs

# 服务端
# 1.安装
yum -y install nfs-utils # nfs文件系统
yum -y install rpcbind   # rpc协议
# 2.配置（需要共享的文件夹）
vi /etc/exports
/opt/nfs/pv1 *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
/opt/nfs/pv2 *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
/opt/nfs/pv3 *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
/opt/nfs/pv4 *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
/opt/nfs/pv5 *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
/opt/nfs/pv6 *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
# 3.创建文件夹
mkdir -p /opt/nfs/pv{1..6}
# 4.更新配置并重启nfs服务
exportfs -r  #更新配置
systemctl restart rpcbind
systemctl restart nfs
systemctl enable nfs  #开机启动
systemctl enable rpcbind
# 5.验证
showmount -e 192.168.4.xx #服务端验证NFS共享
	> Export list for 192.168.4.xx:
	/opt/nfs/pv6 *
        /opt/nfs/pv5 *
        /opt/nfs/pv4 *
        /opt/nfs/pv3 *
        /opt/nfs/pv2 *
        /opt/nfs/pv1 *
rpcinfo -p #查看端口
# 客户端
yum -y install nfs-utils
systemctl restart nfs
systemctl enable nfs  #开机启动

这里说一下，为什么要安装nfs？

是为了下面创建SC，PV做准备，PV需要使用nfs服务器。

二、SC、PV 创建

2.1创建SC

StorageClass：简称sc，存储类，是k8s平台为存储提供商提供存储接入的一种声明。通过sc和相应的存储插件(csi)为容器应用提供持久存储卷的能力。

vi redis-sc.yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: redis-sc
provisioner: nfs-storage

名称为redis-sc

执行创建sc：

kubectl apply -f redis-sc.yaml
> storageclass.storage.k8s.io/redis-sc created

通过kuboard查看：

2.2创建PV

PersistentVolume简称pv，持久化存储，是k8s为云原生应用提供一种拥有独立生命周期的、用户可管理的存储的抽象设计。

vi redis-pv.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv1
spec:
  storageClassName: redis-sc
  capacity:
    storage: 200M
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  nfs:
    server: 192.168.4.xx
    path: "/opt/nfs/pv1"

名称为nfs-pv1，对应的storageClassName为redis-sc，capacity容器200M，accessModes访问模式可被多节点读写

对应nfs服务器192.168.4.xx，对应文件夹路径/opt/nfs/pv1（对应上面安装nfs服务器）

以此类推，我们创建6个pv......

执行创建sc：

kubectl apply -f redis-pv.yaml
> persistentvolume/nfs-pv1 created
  persistentvolume/nfs-pv2 created
  persistentvolume/nfs-pv3 created
  persistentvolume/nfs-pv4 created
  persistentvolume/nfs-pv5 created
  persistentvolume/nfs-pv6 created

通过kuboard查看：

通过kubectl查看：kubectl get sc、kubectl get pv

这里说一下，为什么要创建SC，PV？

因为redis集群，最终需要对应的文件有，redis.conf、nodes.conf、data

由此可见，这些文件每个节点，都得对应有自己得文件夹。

当然redis.conf可以是一个相同得，其他两个，就肯定是不一样得。

如果使用挂载文件夹即是 Volume 的情况部署一个pod，很明显，是不能满足的。

当然，你部署多个不一样的pod，也是可以做到，但是就得写6个部署yaml文件，后期维护也很复杂。

最好的效果是，写一个部署yaml文件，然后有6个replicas副本，就对应了我们redis集群（三主三从）。

那一个pod，再使用Volume挂载文件夹，这个只能是一个文件夹，是无法做到6个pod对应不同的文件夹。

所以这里，就引出了SC、PV了。

使用SC、PV就可以实现，这6个pod启动，就对应上我们创建的6个PV，那就实现了redis.conf、nodes.conf、data，这三个文件，存放的路径，就是不一样的路径了。

哈哈，说了，那么多，不知道，大家明不明白，不明白的可以继续往下看，或者自己部署实操一下，估计你就能明白，为啥要这么干了？

三、redis集群搭建

RC、Deployment、DaemonSet都是面向无状态的服务，它们所管理的Pod的IP、名字，启停顺序等都是随机的，而StatefulSet是什么？顾名思义，有状态的集合，管理所有有状态的服务，比如MySQL、MongoDB集群等。

StatefulSet本质上是Deployment的一种变体，在v1.9版本中已成为GA版本，它为了解决有状态服务的问题，它所管理的Pod拥有固定的Pod名称，启停顺序，在StatefulSet中，Pod名字称为网络标识(hostname)，还必须要用到共享存储。

在Deployment中，与之对应的服务是service，而在StatefulSet中与之对应的headless service，headless service，即无头服务，与service的区别就是它没有Cluster IP，解析它的名称时将返回该Headless Service对应的全部Pod的Endpoint列表。

除此之外，StatefulSet在Headless Service的基础上又为StatefulSet控制的每个Pod副本创建了一个DNS域名，这个域名的格式为：

$(pod.name).$(headless server.name).${namespace}.svc.cluster.local

也即是说，对于有状态服务，我们最好使用固定的网络标识（如域名信息）来标记节点，当然这也需要应用程序的支持（如Zookeeper就支持在配置文件中写入主机域名）。

StatefulSet基于Headless Service（即没有Cluster IP的Service）为Pod实现了稳定的网络标志（包括Pod的hostname和DNS Records），在Pod重新调度后也保持不变。同时，结合PV/PVC，StatefulSet可以实现稳定的持久化存储，就算Pod重新调度后，还是能访问到原先的持久化数据。

以下为使用StatefulSet部署Redis的架构，无论是Master还是Slave，都作为StatefulSet的一个副本，并且数据通过PV进行持久化，对外暴露为一个Service，接受客户端请求。

3.1创建headless服务

Headless service是StatefulSet实现稳定网络标识的基础。

vi redis-hs.yaml

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    k8s.kuboard.cn/layer: db
    k8s.kuboard.cn/name: redis
  name: redis-hs
  namespace: jxbp
spec:
  ports:
    - name: nnbary
      port: 6379
      protocol: TCP
      targetPort: 6379
  selector:
    k8s.kuboard.cn/layer: db
    k8s.kuboard.cn/name: redis
  clusterIP: None

命名空间为：jxbp，名称为：redis-hs

执行：

kubectl apply -f redis-hs.yaml
> service/redis-hs created

网络访问：pod名称.headless名称.namespace名称.svc.cluster.local

即：pod名称.redis-hs.jxbp.svc.cluster.local

3.2创建redis对应pod集群

创建好Headless service后，就可以利用StatefulSet创建Redis 集群节点，这也是本文的核心内容。

vi redis.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: redis
  namespace: jxbp
  labels:
    k8s.kuboard.cn/layer: db
    k8s.kuboard.cn/name: redis
spec:
  replicas: 6
  selector:
    matchLabels:
      k8s.kuboard.cn/layer: db
      k8s.kuboard.cn/name: redis
  serviceName: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s.kuboard.cn/layer: db
        k8s.kuboard.cn/name: redis
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 20
      containers:
        - name: redis
          image: 192.168.4.xx/jxbp/redis:6.2.6
          ports:
            - name: redis
              containerPort: 6379
              protocol: "TCP"
            - name: cluster
              containerPort: 16379
              protocol: "TCP"
          volumeMounts:
            - name: "redis-conf"
              mountPath: "/etc/redis/redis.conf"
            - name: "redis-data"
              mountPath: "/data"
      volumes:
        - name: "redis-conf"
          hostPath:
            path: "/opt/redis/conf/redis.conf"
            type: FileOrCreate
  volumeClaimTemplates:
    - metadata:
        name: redis-data
      spec:
        accessModes: [ "ReadWriteMany" ]
        resources:
          requests:
            storage: 200M
        storageClassName: redis-sc

名称为：redis，对应的镜像为：redis:6.2.6，

挂载的文件：宿主机的/opt/redis/conf/redis.conf到redis容器的/etc/redis/redis.conf（redis.conf配置文件如下所示）

PVC存储卷声明模板volumeClaimTemplates，指定了名称为redis-sc的SC（storageClassName）

由于之前SC绑定了PV，所以这里的PVC和PV，就能一 一对应绑定上了。

PV和PVC的关系，是一 一绑定的。如果这里不指定SC，那就会导致，PVC绑定PV，是一个混乱的过程，随机绑定PV了。

• redis.conf

# 一般配置
bind 0.0.0.0
port 6379
daemonize no
requirepass jxbd
# 集群配置
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000

执行：

kubectl apply -f redis.yaml

由上操作，我们已经创建好redis的6个副本了。

因为k8s部署redis集群的篇幅，有点长

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