Docker高级篇_mysql主从复制、redis集群

Docker复杂安装详说

安装mysql主从复制

1.新建主服务容器3307

docker run -d -p 3307:3306 --privileged=true -v /zhoujmi/mysql/log:/var/log/mysql -v /zhoujmi/mysql/data:/var/lib/mysql -v /zhoujmi/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456  --name mysql-master mysql:5.7

2.进入/zhoujmi/mysql/conf目录下新建my.cnf

cd /zhoujmi/mysql/conf
vim my.cnf

[mysqld]
## 设置server_id，同一局域网中需要唯一
server_id=101 
## 指定不需要同步的数据库名称
binlog-ignore-db=mysql  
## 开启二进制日志功能
log-bin=mall-mysql-bin  
## 设置二进制日志使用内存大小（事务）
binlog_cache_size=1M  
## 设置使用的二进制日志格式（mixed,statement,row）
binlog_format=mixed  
## 二进制日志过期清理时间。默认值为0，表示不自动清理。
expire_logs_days=7  
## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致
slave_skip_errors=1062

3.重启容器实例

docker restart mysql-master

4.进入mysql-master容器

5.master容器实例内创建数据同步用户

CREATE USER 'slave'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'slave'@'%';

6.新建从服务器3308

docker run -d -p 3308:3306 --privileged=true -v /zhoujmi/mysql-slave/log:/var/log/mysql -v /zhoujmi/mysql-slave/data:/var/lib/mysql -v /zhoujmi/mysql-slave/conf:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456  --name mysql-slave mysql:5.7

7.·进入/zhoujmi/mysql-slave/conf目录下新建my.cnf

cd /zhoujmi/mysql-slave/conf

[mysqld]
## 设置server_id，同一局域网中需要唯一
server_id=102
## 指定不需要同步的数据库名称
binlog-ignore-db=mysql  
## 开启二进制日志功能，以备Slave作为其它数据库实例的Master时使用
log-bin=mall-mysql-slave1-bin  
## 设置二进制日志使用内存大小（事务）
binlog_cache_size=1M  
## 设置使用的二进制日志格式（mixed,statement,row）
binlog_format=mixed  
## 二进制日志过期清理时间。默认值为0，表示不自动清理。
expire_logs_days=7  
## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致
slave_skip_errors=1062  
## relay_log配置中继日志
relay_log=mall-mysql-relay-bin  
## log_slave_updates表示slave将复制事件写进自己的二进制日志
log_slave_updates=1  
## slave设置为只读（具有super权限的用户除外）
read_only=1

8.重启容器slaver实例

docker restart 8f0d689d58c3

9.在主数据库中查看主从同步状态

show master status

10.在从数据库中配置主从复制
命令：

change master to master_host='宿主机ip', master_user='slave', master_password='123456', master_port=3307, master_log_file='mall-mysql-bin.000001', master_log_pos=617, master_connect_retry=30;

• ·主从复制命令参数说明
  master_host：主数据库的IP地址；
  master_port：主数据库的运行端口；
  master_user：在主数据库创建的用于同步数据的用户账号；
  master_password：在主数据库创建的用于同步数据的用户密码；
  master_log_file：指定从数据库要复制数据的日志文件，通过查看主数据的状态，获取File参数；
  master_log_pos：指定从数据库从哪个位置开始复制数据，通过查看主数据的状态，获取Position参数；
  master_connect_retry：连接失败重试的时间间隔，单位为秒。

使用ifconfig命令查看master_host

在mysql-slave中输入：

change master to master_host='192.168.56.21', master_user='slave', master_password='123456', master_port=3307, master_log_file='mall-mysql-bin.000002', master_log_pos=154, master_connect_retry=30;

11.在从数据库中配置主从同步状态

show slave status \G;

13.在从数据库中开启主从同步

start slave;

14.查看主从同步状态

15.主从复制测试

安装redis集群

1~2亿条数据需要缓存，如何设计这个存储案例
采用分布式存储
算法：哈希取余分区，一致性哈希算法分区，哈希槽分区
1.哈希取余分区：

优点：只需要预估好数据规划好节点，可以保证每条数据都按照要求落到同一台服务器上
缺点：无法进行扩缩容，若某一台机器宕机还会无法取得数据
2.一致性哈希算法分区
一致性哈希算法必然有个hash函数并按照算法产生hash值，这个算法的所有可能哈希值会构成一个全量集，这个集合可以成为一个hash空间[0,2^32-1]这个是一个线性空间，但是在算法中，我们通过适当的逻辑控制将它首尾相连(0 =2 ^32)，这样让它逻辑上形成了一个环形空间。

服务器IP节点映射
将集群中各个IP节点映射到环上的某一个位置。
将各个服务器使用Hash进行一个哈希，具体可以选择服务器的IP或主机名作为关键字进行哈希，这样每台机器就能确定其在哈希环上的位置。假如4个节点NodeA、B、C、D，经过IP地址的哈希函数计算(hash(ip))，使用IP地址哈希后在环空间的位置如下：

key落到服务器的落键规则
当我们需要存储一个kv键值对时，首先计算key的hash值，hash(key)，将这个key使用相同的函数Hash计算出哈希值并确定此数据在环上的位置，从此位置沿环顺时针“行走”，第一台遇到的服务器就是其应该定位到的服务器，并将该键值对存储在该节点上。

优点：宕机影响小，扩展性好
假设Node C宕机，可以看到此时对象A、B、D不会受到影响，只有C对象被重定位到Node D。一般的，在一致性Hash算法中，如果一台服务器不可用，则受影响的数据仅仅是此服务器到其环空间中前一台服务器（即沿着逆时针方向行走遇到的第一台服务器）之间数据，其它不会受到影响。简单说，就是C挂了，受到影响的只是B、C之间的数据，并且这些数据会转移到D进行存储。
数据量增加了，需要增加一台节点NodeX，X的位置在A和B之间，那收到影响的也就是A到X之间的数据，重新把A到X的数据录入到X上即可，
不会导致hash取余全部数据重新洗牌。

缺点：一致性哈希算法的数据倾斜问题
一致性Hash算法在服务节点太少时，容易因为节点分布不均匀而造成数据倾斜（被缓存的对象大部分集中缓存在某一台服务器上）问题，
例如系统中只有两台服务器：

3.哈希槽分区
哈希槽实质就是一个数组，数组[0,2^14 -1]形成hash slot空间。
解决均匀分配的问题，在数据和节点之间又加入了一层，把这层称为哈希槽（slot），用于管理数据和节点之间的关系，现在就相当于节点上放的是槽，槽里放的是数据。

一个集群只能有16384个槽，编号0-16383（0-2^14-1）。这些槽会分配给集群中的所有主节点，分配策略没有要求。可以指定哪些编号的槽分配给哪个主节点。集群会记录节点和槽的对应关系。解决了节点和槽的关系后，接下来就需要对key求哈希值，然后对16384取余，余数是几key就落入对应的槽里。slot = CRC16(key) % 16384。以槽为单位移动数据，因为槽的数目是固定的，处理起来比较容易，这样数据移动问题就解决了。
哈希槽计算
Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，也就是映射到某个节点上。如下代码，key之A 、B在Node2， key之C落在Node3上

3主3从Redis集群（基于哈希槽分区）

架构图
由于主从是随机选择的，所以主从端口可能实际与架构不同

1.关闭防火墙，启动docker后台服务

docker run -d --name redis-node-1 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-1:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6381
docker run -d --name redis-node-2 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-2:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6382
docker run -d --name redis-node-3 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-3:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6383
docker run -d --name redis-node-4 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-4:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6384
docker run -d --name redis-node-5 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-5:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6385
docker run -d --name redis-node-6 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-6:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6386

2.进入容器，构建主从关系

docker exec -it redis-node-1 bash

注意换成自己主机的ip地址，用ifconfig查看，–cluster-replicas 1 表示为每个master创建一个slave节点

redis-cli --cluster create 192.168.56.21:6381 192.168.56.21:6382 192.168.56.21:6383 192.168.56.21:6384 192.168.56.21:6385 192.168.56.21:6386 --cluster-replicas 1

输入yes

3.连接进入6381作为切入点，查看节点状态

redis-cli -p 6381
cluster info
cluster nodes

主从容错切换迁移

数据读写存储
由于现在是集群状态，所以使用原来的redis-cli -p 6381会进入单机版，在存储某些数据的时候他的哈希槽在别的redis节点，就会存不上，所以进入的时候要加参数-c

redis-cli -p 6381 -c
set k1 v1

会发现存到了6383并且跳转到了6383
查看集群信息

redis-cli  --cluster check 192.168.56.21:6381

容错切换迁移
给6381存个k2 v2，然后停掉

set k2 v2
exit
exit
docker stop redis-node-1

进入6382，查看集群节点状态，可以发现6384从slave变成master了

重启6381容器，发现6381变成slave了

主从扩容

3主3从变成4主4从，那么必然涉及槽位的变更
1.新建6387、6388两个节点，启动并检查

docker run -d --name redis-node-7 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-7:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6387
docker run -d --name redis-node-8 --net host --privileged=true -v /zhoujmi/redis/share/redis-node-8:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6388
docker ps

2.进入6387内部，将6387作为master节点加入原集群

docker exec -it redis-node-7 bash
redis-cli --cluster add-node 192.168.56.21:6387 192.168.56.21:6381

3.现在并没有分配槽位，开始重新分配槽位

redis-cli --cluster reshard 192.168.56.21:6381

4096是16387除以4算出来的
id要填新加入节点的id
之后填all
暂停下来的话输入yes

4.再次检查集群信息

redis-cli --cluster check 192.168.56.21:6387

会发现每个节点的左边都给6387匀了一些

5.为6387节点添加从节点

redis-cli --cluster add-node ip:新slave端口 ip:新master端口 --cluster-slave --cluster-master-id 新主机节点ID

redis-cli --cluster add-node 192.168.56.21:6388 192.168.56.21:6387 --cluster-slave --cluster-master-id f9126a0833aa77669440238e26b0119925f745da

6.第三次检查

redis-cli --cluster check 192.168.56.21:6387

主从缩容

缩容时要先停从节点，再停主节点
1.6388是从节点，先获取6388的id

redis-cli --cluster check 192.168.56.21:6387

2.将6388从集群中删除

redis-cli --cluster del-node ip:从机端口 从机6388节点ID

redis-cli --cluster del-node 192.168.56.21:6388 fb2eb03be11074321ae18ce1ae9b785bfb3ea9fd

3.将6387的槽号清空，重新分配，本例将清出来的槽号都给6381

redis-cli --cluster reshard 192.168.56.21:6381

4.检查集群状态，可以看到槽位都分给了6381

redis-cli --cluster check 192.168.56.21:6387

5.删除6387节点

redis-cli --cluster del-node 192.168.56.21:6387 f9126a0833aa77669440238e26b0119925f745da