keepalived+twemproxy部署redis集群高可用

架构图





机器说明

10.75.201.67：keepalived + twemproxy
10.75.201.66：keepalived + twemproxy
初始化时，VIP绑定在10.75.201.67
10.75.201.26：ClusterA（redis master A + redis slave A1）
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

/home/redis：
|-- nutcracker
|   |-- conf
|   |-- sbin
|-- redis
|   |-- bin
|   |-- conf
|   `-- 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

vrrp_script chk_nutcraker {
                script "</dev/tcp/127.0.0.1/63790" #监测nutcraker是否正常
                interval 2
}
vrrp_instance VI_2 {
        state BACKUP        #both BACKUP
        interface eth1
        virtual_router_id 12
        priority 101    #101 on master, 100 on backup
        nopreempt       #both nopreempt
        track_script {
                chk_nutcraker
        }
        virtual_ipaddress {
             10.75.201.3
        }
}

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

nutcrakerB:
  listen: 0.0.0.0:63790    #nutcraker在端口63790启动。keepalived应该监控该端口
hash: one_at_a_time
  hash_tag: "{}"
  distribution: modula
  auto_eject_hosts: true
  redis: true
  server_retry_timeout: 2000
  server_failure_limit: 1
timeout: 400
  servers:
   - 10.75.201.26:6379:1    #这里只需要写Cluster中redis master的IP和端口
   - 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：

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

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：

|--/home/redis/redis
   |--bin
   |--6379
      |--redis.conf
      |--redis.pid
   |--63791
      |--redis.conf
      |--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：

		int retryTimes = 2;
		boolean done = false;
		while (!done && retryTimes > 0) {
		    try {
                bean.getRedisTemplate().opsForHash().put("{a}4", "a4".hashCode(),"a4");
                done = true;
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                retryTimes--;
            }
		}

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

部署说明就到这里