keepalived+twemproxy部署redis集群高可用

转载:http://bylijinnan.iteye.com/blog/2175191

架构图 





机器说明 

Java代码  

1. 10.75.201.67：keepalived + twemproxy  
2. 10.75.201.66：keepalived + twemproxy  
3. 初始化时，VIP绑定在10.75.201.67  
4. 10.75.201.26：ClusterA（redis master A + redis slave A1）  
5. 10.75.201.68：ClusterB（redis master B + redis slave B1）  

如果机器充足的话，redis master A与redis slave A1部署在两台机器上（redis master B + redis slave B1也一样） 
为实验方便，目前redis master与redis slave是在同一机器上，通过不同的端口来启动 

安装目录 

Java代码  

1. /home/redis：  
2. |-- nutcracker  
3. |   |-- conf  
4. |   |-- sbin  
5. |-- redis  
6. |   |-- bin  
7. |   |-- conf  
8. |   `-- logs  

版本 
redis-2.8.19 
nutcracker-0.4.0 
keepalived-1.2.12 

各框架作用： 
1.keepalived提供VIP漂移，避免twemproxy的单点故障 
2. twemproxy作为redis代理，可以提供一致性哈希；当它代理的某个Cluster挂掉了，它会把该Cluster移除，并把原本属于该Cluster的读写请求按哈希算法重新分派给另外的Cluster 
3.ClusterA，ClusterB，ClusterC各有一主一从。可以横向扩展，增加ClusterD、ClusterE等 

说明： 
上述方案有个瑕疵： 
当ClusterX中的redis master挂掉后，整个ClusterX就被twemproxy移除了（即使redis slave还正常）。可以通过keepalived或sentinel来使得slave可以在master挂掉时升级为master并绑定VIP。但这样意义不大，配置相对复杂（使用sentinel的例子见http://blog.youyo.info/blog/2014/05/24/redis-cluster/） 
一个更完美的方案是： 
https://blog.recurly.com/2014/05/clustering-redis-maximize-uptime-scale 
使用了keepalived+twemproxy+smitty+sentinel 
sentinel可以使得redis slave升级为master，而smitty可以监测到该变化并更新twemproxy的配置文件 
但到smitty的github上看，smitty还不能应用到生产环境： 





配置 

keepalived+twemproxy 

vim /etc/keepalived/keepalived.conf 

Java代码  

1. vrrp_script chk_nutcraker {  
2.                 script "</dev/tcp/127.0.0.1/63790" #监测nutcraker是否正常  
3.                 interval 2  
4. }  
5. vrrp_instance VI_2 {  
6.         state BACKUP        #both BACKUP  
7.         interface eth1  
8.         virtual_router_id 12  
9.         priority 101    #101 on master, 100 on backup  
10.         nopreempt       #both nopreempt  
11.         track_script {  
12.                 chk_nutcraker  
13.         }  
14.         virtual_ipaddress {  
15.              10.75.201.3  
16.         }  
17. }  

两台keepalived都配置为BACKUP + nopreempt，表示不抢占，避免VIP不必要的漂移；为了使得初始时VIP绑定在10.75.201.67上，配置10.75.201.67的优先级为101，10.75.201.66为100 

vim  /home/redis/nutcracker/conf/nutcracker.yml 

Java代码  

1. nutcrakerB:  
2.   listen: 0.0.0.0:63790    #nutcraker在端口63790启动。keepalived应该监控该端口  
3. hash: one_at_a_time  
4.   hash_tag: "{}"  
5.   distribution: modula  
6.   auto_eject_hosts: true  
7.   redis: true  
8.   server_retry_timeout: 2000  
9.   server_failure_limit: 1  
10. timeout: 400  
11.   servers:  
12.    - 10.75.201.26:6379:1    #这里只需要写Cluster中redis master的IP和端口  
13.    - 10.75.201.68:6379:1    #同上  

说明： 
hash: one_at_a_time 
hash_tag: "{}" 
distribution: modula 
这三行配置在测试时可采用，可以准确地知道数据将会保存在哪台机器： 
distribution: modula表示根据key值的hash值取模，根据取模的结果选择对应的服务器 
hash_tag: "{}"表示计算hash值时，只取key中包含在{}里面的那部分来计算 
one_at_a_time计算hash值的，java版本的实现： 

Java代码  

1. private static int oneAtATime (String k) {  
2.         int hash = 0;  
3.         try {  
4.             for (byte bt : k.getBytes("utf-8")) {  
5.                 hash += (bt & 0xFF);  
6.                 hash += (hash << 10);  
7.                 hash ^= (hash >>> 6);  
8.             }  
9.             hash += (hash << 3);  
10.             hash ^= (hash >>> 11);  
11.             hash += (hash << 15);  
12.         } catch (Exception e) {  
13.             e.printStackTrace();  
14.         }  
15.         return hash;  
16.     }  

测试可得： 
oneAtATime("a") % 2得到0 
oneAtATime("b") % 2得到1 
因此，zzz{a}xxx=yyy这样的键值对会保存在10.75.201.26，而xxx{b}yyy=zzz则保存在10.75.201.68 

生产环境可采用： 
hash: fnv1a_64 
distribution: ketama 


Redis Cluster 

目录结构： 

Java代码  

1. |--/home/redis/redis  
2.    |--bin  
3.    |--6379  
4.       |--redis.conf  
5.       |--redis.pid  
6.    |--63791  
7.       |--redis.conf  
8.       |--redis.pid  

6379为redis master，63791为redis slave 
需要修改redis.conf中对应的配置： 

vim /home/redis/redis/6379/redis.conf 
daemonize yes 
pidfile /home/redis/redis/6379/redis.pid 
port 6379 

在63791/redis.conf中还要配置： 
slaveof 127.0.0.1 6379 

启动 

1.启动redis 
在10.75.201.26和10.75.201.68上启动： 
redis-server /home/redis/redis/6379/redis.conf 
redis-server /home/redis/redis/63791/redis.conf 
2.启动twemproxy+keepalived 
先启动10.75.201.67： 
nutcracker -d -c /home/redis/nutcracker/conf/nutcracker.yml 
service keepalived start 
再启动10.75.201.66，重复上述操作 

测试验证 

1.正常情况下 
查看10.75.201.26的redis，6379为master，63791为slave 
查看10.75.201.68的redis，6379为master，63791为slave 

客户端连接并写入： 

redis-cli -h 10.75.201.3 -p 63790 
10.75.201.3:63790> set {a}1 a1 
10.75.201.3:63790> set {b}1 b1 
则{a}1=a1写到10.75.201.26，{b}1=b1写入10.75.201.68 

在10.75.201.26上（:6379以及:63791）： 
get {a}1得到a1，get {b}1得到nil 

在10.75.201.68上（:6379以及:63791） 
get {a}1得到nil，get {b}1得到b1 

2.把10.75.201.67上的twemproxy或keepalived进程kill掉 
则VIP转移到10.75.201.66： 
在10.75.201.66上执行ip add | grep eth1，输出： 
eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UNKNOWN qlen 1000 
    inet 10.75.201.66/24 brd 10.75.201.255 scope global eth1 
    inet 10.75.201.3/32 scope global eth1 
此时客户端仍可连接redis-cli -h 10.75.201.3 -p 63790并进行读写，与正常情况下没什么区别 

3.把10.75.201.26的redis master进程kill掉： 
lsof -i:6379 
kill -9 <pid> 
则客户端取不到之前写入ClusterA的数据了： 
10.75.201.3:63790> get {a}1 
(nil) 

但ClusterA上的数据还在ClusterA-redis-slave上： 
10.75.201.26:63791> get {a}1 
"a1" 

注意客户端有可能： 
10.75.201.3:63790> get {a}1 
(error) ERR Connection refused 
10.75.201.3:63790> get {a}1 
(nil) 
第一次表明没有连接上，第二次表明连接上了但查询不到数据 
这时需要注意客户端的重连和失败次数设置，官方文档说： 

To ensure that requests always succeed in the face of server ejections (auto_eject_hosts: is enabled), some form of retry must be implemented at the client layer since nutcracker itself does not retry a request. This client-side retry count must be greater than server_failure_limit: value, which ensures that the original request has a chance to make it to a live server. 

因此代码里可以这样写： 

Java代码  

1. int retryTimes = 2;  
2. boolean done = false;  
3. while (!done && retryTimes > 0) {  
4.     try {  
5.               bean.getRedisTemplate().opsForHash().put("{a}4", "a4".hashCode(),"a4");  
6.               done = true;  
7.           } catch (Exception e) {  
8.               e.printStackTrace();  
9.           } finally {  
10.               retryTimes--;  
11.           }  
12. }  

代码略显丑陋，不知为什么RedisTemplate没有类似retryTimes这样的参数