redis基于docker集群的搭建

Redis集群原理

可参考以下资料，原理其实相对比较好理解
三张图秒懂Redis集群设计原理
redis集群原理

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准备工作

• 安装Docker
• 下载redis源码包

mkdir /usr/local/redis_docker
cd /usr/local/redis_docker
wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.1.tar.gz 

• 解压

• tar -xzf redis-4.0.1.tar.gz
  

• 安装gcc
  
  ```shellyum install -y gcc-c++
• 编译

• make
  #如果报错，可以尝试:make MALLOC=libc
  

• 配置redis.conf
  vim /usr/local/redis_docker/redis-4.0.1/redis.conf
  以下是配置文件中相关的点，请一一对着修改即可
• • ip绑定
    bind 0.0.0.0

    0.0.0.0为不绑定ip

  • 设置密码
    requirepass 123456789

    123456789为密码

  • 主从复制的验证密码
    masterauth 123456789

    123456789为验证密码

  • 日志文件
    logfile “/usr/local/redis/logs/redis-server.log”

    /usr/local/redis/logs/redis-server.log为日志文件的路径

  • 开启集群配置
    cluster-enabled yes
  • 集群配置文件
    cluster-config-file nodes-6379.conf
  • 集群超时时间
    cluster-node-timeout 15000

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  Redis基础镜像创建

  • 编写镜像生成文件(Dockerfile)

  cd /usr/local/redis_docker
  vim Dockerfile
  

  在文件下拷贝一下内容

  #指定基础镜像
  FROM centos:7
  
  #镜像作者
  MAINTAINER lupf "[email protected]"
  
  #定义路径的环境变量
  ENV REDIS_HOME /usr/local
  
  #将Dockerfile同级目录下的redis-4.0.1.tar.gz复制到镜像的根目录
  ADD redis-4.0.1.tar.gz /
  
  #创建安装目录，根据环境变量信息，实际的创建目录为:/usr/local/redis
  RUN mkdir -p $REDIS_HOME/redis
  
  #将Dockerfile同级目录下redis-4.0.1中的redis配置文件拷贝到容器的/usr/local/redis目录中
  ADD redis-4.0.1/redis.conf $REDIS_HOME/redis/
  
  #更新镜像的yum
  RUN yum -y update
  
  #安装gcc相关编译工具
  RUN yum install -y gcc make
  
  #指定工作目录
  WORKDIR /redis-4.0.1
  
  #执行编译
  RUN make
  
  #移动编译后的redis-server到容器相关的目录
  RUN mv /redis-4.0.1/src/redis-server  $REDIS_HOME/redis/
  
  #移动到上一级
  WORKDIR /
  
  #删除解压文件
  RUN rm -rf /redis-4.0.1
  
  #删除对于的工具
  RUN yum remove -y gcc make
  
  #添加数据卷
  #/usr/local/redis/logs/redis-server.log
  #此目录需要和redis.conf中logfile一致
  VOLUME ["/usr/local/redis/logs"]
  
  #暴露6379的端口
  EXPOSE 6379
  

• 编译生成镜像

• docker build -t lupf/redis-cluster .
  

  注意，后面还有一个. 这个.表示当前目录下的Dockerfile

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  创建Redis节点镜像

  • 创建目录

  mkdir /usr/local/redis_docker/redis-node
  cd /usr/local/redis_docker/redis-node
  

• 编写节点镜像文件
  vim Dockerfile

• FROM lupf/redis-cluster:latest
  
  MAINTAINER lupf "[email protected]"
  
  ENTRYPOINT ["/usr/local/redis/redis-server", "/usr/local/redis/redis.conf"]
  

• 编译生成节点镜像

• docker build -t lupf/redis-node .
  

• 查看镜像目录
  docker images
  

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  配置集群

  集群操作说明

  CLUSTER INFO 打印集群的信息 
  	CLUSTER NODES 列出集群当前已知的所有节点（node），以及这些节点的相关信息。  
  
  	//节点(node) 
  	CLUSTER MEET <ip> <port> 将 ip 和 port 所指定的节点添加到集群当中，让它成为集群的一份子。 
  	CLUSTER FORGET <node_id> 从集群中移除 node_id 指定的节点。 
  	CLUSTER REPLICATE <node_id> 将当前节点设置为 node_id 指定的节点的从节点。 
  	CLUSTER SAVECONFIG 将节点的配置文件保存到硬盘里面。  
  	   
  	//槽(slot) 
  	CLUSTER ADDSLOTS <slot> [slot ...] 将一个或多个槽（slot）指派（assign）给当前节点。 
  	CLUSTER DELSLOTS <slot> [slot ...] 移除一个或多个槽对当前节点的指派。 
  	CLUSTER FLUSHSLOTS 移除指派给当前节点的所有槽，让当前节点变成一个没有指派任何槽的节点。 
  	CLUSTER SETSLOT <slot> NODE <node_id> 将槽 slot 指派给 node_id 指定的节点，如果槽已经指派给另一个节点，那么先让另一个节点删除该槽>，然后再进行指派。 
  	CLUSTER SETSLOT <slot> MIGRATING <node_id> 将本节点的槽 slot 迁移到 node_id 指定的节点中。 
  	CLUSTER SETSLOT <slot> IMPORTING <node_id> 从 node_id 指定的节点中导入槽 slot 到本节点。 
  	CLUSTER SETSLOT <slot> STABLE 取消对槽 slot 的导入（import）或者迁移（migrate）。  
  	   
  	//键 (key) 
  	CLUSTER KEYSLOT <key> 计算键 key 应该被放置在哪个槽上。 
  	CLUSTER COUNTKEYSINSLOT <slot> 返回槽 slot 目前包含的键值对数量。 
  	CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count> 返回 count 个 slot 槽中的键。
  

  启动镜像

  • 启动各个节点容器

  docker run -d --name redis-node-7000 -p 7000:6379 lupf/redis-node
  docker run -d --name redis-node-7001 -p 7001:6379 lupf/redis-node
  docker run -d --name redis-node-7002 -p 7002:6379 lupf/redis-node
  docker run -d --name redis-node-7003 -p 7003:6379 lupf/redis-node
  docker run -d --name redis-node-7004 -p 7004:6379 lupf/redis-node
  docker run -d --name redis-node-7005 -p 7005:6379 lupf/redis-node
  

  宿主机7000-7005 6个端口分别映射到对应的6个容器

• 查看docker下容器的状态
  docker ps

• 查看容器内网下关联的IP
  docker inspect 容器ID(根据自己的实际情况填) | grep IPAddress

• docker inspect ff0dcb60a2f8 6cc62feebc45 a1dc7363e199 f4948f478ca8 cc27bf11c74f 251760674d99 | grep IPAddress
  

  其中ff0dcb60a2f8 6cc62feebc45 a1dc7363e199 f4948f478ca8 cc27bf11c74f 251760674d99为容器的ID，请根据个人的实际情况填写

  

• 解析宿主机与容器的ip映射关系

• 宿主机(ip 端口)	容器(ip 端口)
  192.168.1.208:7000	172.17.0.4:6379
  192.168.1.208:7001	172.17.0.5:6379
  192.168.1.208:7002	172.17.0.6:6379
  192.168.1.208:7003	172.17.0.7:6379
  192.168.1.208:7004	172.17.0.8:6379
  192.168.1.208:7005	172.17.0.9:6379

  节点配置

  • 任意进入一个redis

  redis-cli -p 7000
  auth 123456789
  

• 添加节点
  将以下所有的redis服务都添加到redis集群的节点

• CLUSTER MEET 172.17.0.4 6379
  CLUSTER MEET 172.17.0.5 6379
  CLUSTER MEET 172.17.0.6 6379
  CLUSTER MEET 172.17.0.7 6379
  CLUSTER MEET 172.17.0.8 6379
  CLUSTER MEET 172.17.0.9 6379
  

• 查看节点
  CLUSTER NODES
  由于当前只是添加了节点，没有分配槽点，也没有配置主从关联关系，所以集群并没有生效
  

• 配置槽点

  • 配置添加的脚本

  cd /usr/local/redis_docker
  vim addslots.sh
  

  添加以下配置

  #!/bin/bash
  #将0-5461的槽点配置在172.17.0.4:6379（宿主机127.0.0.1:7000）的redis上
  n=0
  for ((i=n;i<=5461;i++))
  do
     /usr/local/bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7000 -a 123456789  CLUSTER ADDSLOTS $i
  done
  
  #将5462-10922的槽点配置在172.17.0.5:6379（宿主机127.0.0.1:7001）的redis上
  n=5462
  for ((i=n;i<=10922;i++))
  do
     /usr/local/bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7001 -a 123456789  CLUSTER ADDSLOTS $i
  done
  
  #将10923-16383的槽点配置在172.17.0.6:6379（宿主机127.0.0.1:7002）的redis上
  n=10923
  for ((i=n;i<=16383;i++))
  do
     /usr/local/bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7002 -a 123456789  CLUSTER ADDSLOTS $i
  done
  

• 执行shell脚本并查看结果
  sh vim addslots.sh
  

• 主从高可用

  • 问题分析
    根据上面的配置及下图分析；三主确实没有问题，16383个槽点也分别分散到各个redis服务中去了，集群的状态也没有问题，但是有没有发现，剩下的3个绿色的redis服务也都是主节点，切未分配槽点，也没有配置主从关联；因此现有的三个主redis服务只要有一个出现问题，整个集群奇偶失效了；下面来配置主从关联。
    
  • 主从管理配置
    • 主从关系关联表(左边为主，对应右边为从)

      redis	主redis(宿主)	从redis	从redis(宿主)
      172.17.0.4:6379	127.0.0.1:7000	172.17.0.7:6379	127.0.0.1:7003
      172.17.0.5:6379	127.0.0.1:7001	172.17.0.8:6379	127.0.0.1:7004
      172.17.0.6:6379	127.0.0.1:7002	172.17.0.9:6379	127.0.0.1:7005

  • 编写配置关联脚本
    映射关系请参考以上表格
    vi addSlaveNodes.sh

  #CLUSTER REPLICATE后面跟的是172.17.0.4:6379的集群ID
  /usr/local/bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7003 -a 123456789 CLUSTER REPLICATE ae3f32ffe860ab89b7f7e8f3c33e3f83a9b49226
  #CLUSTER REPLICATE后面跟的是172.17.0.5:6379的集群ID
  /usr/local/bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7004 -a 123456789 CLUSTER REPLICATE b727870ce91ad7389ab62d9088d4146947002af9
  #CLUSTER REPLICATE后面跟的是172.17.0.6:6379的集群ID
  /usr/local/bin/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7005 -a 123456789 CLUSTER REPLICATE 6c19857b5bbf4cbd91f3b2b11e9d055e9e288f87
  

• 执行并查看接错
  
  
  由此可见，主从关系已经创建成功

• 高可用测试

  • 测试方案
    
  • 测试结果
    
  • 恢复刚刚测试的节点
    

  读写测试

  

  集群读写正常

  测试连接不上的问题说明

  按以上的创建方式，docker使用的是默认的bridge模式网络，即容器和宿主机有各自独立的网段，宿主机是192.168.0.1的网段，而虚拟机则是172.17.0.1的网段；由于所有的集群容器都是在一台宿主机上，使用的同一个网卡，因此，在宿主机下访问这个集群是没有任何问题的；但是(这里要翻车了)，如果我们使用其他局域网的ip（如192.168.1.100）访问，就会出现连接不上的情况；为什么会出现这样的情况呢，简单说明一下，上面我们添加集群节点的时候，是使用172.17.0.4 —172.17.0.9这个容器的ip加入的，虽然启动容器的时候，容器和宿主机是有做端口映射的，但实际在redis内部切换集群节点的时候是访问的172.17.0.1这个网段的ip，因此就会出现比如192.168.1.100这台访问集群的时候，其实连接的是172.17.0.4—172.17.0.9这个之间的ip，由于不是在一个局域网，因此就会出现连接不上的问题。
  如何能解决这个问题呢，其实，我们根本不需要解决，这里只是学习，明白为什么出现这个情况就好了，实际的开发及使用中，如果我们按这样的方式搭建集群，其实一点作用都没有，既没有解决高可用，也没有解决负载的问题；肯定是使用不同的6台机器（如192.168.1.208—192.168.1.213）去做集群，然后我们添加集群节点的时候，就不用使用容器的ip端口去添加了，而是使用192.168.1.208—192.168.1.213这段ip去添加，这样就可以满足192.168.1.100这台机器的正常访问了。