1、Redis简介

Redis是一个开放源代码（BSD许可证）的代理，其在内存中存储数据，可以代理数据库、缓存和消息。它支持字符串、散列、列表、集合和位图等数据结构。Redis 是一个高性能的key-value数据库， 它在很大程度改进了memcached这类key/value存储的不足。Redis提供了Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript，Perl，Object-C，Python，Ruby和Erlang等语言的客户端。
Redis支持master/slave结构，数据可以从master向任意数量的slave上进行同步。Redis 与其它 key – value 缓存产品相比，具有以下三个方面特点：

• 支持内存的持久化：可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用；
• 支持多种数据结构：Redis不仅仅只是支持key-value类型的数据，还能够支持字符串、散列和列表等数据结构；
• 支持主从结构：Redis支持主从结构，保证系统的高可用。

2、基于Sentinel模式的高可用方案

本文中的Redis高可用方案采用Sentinel(哨兵)模式，在集群出现故障的时候自动进行故障转移，保证集群的可用性。Redis Sentinel 为Redis提供了高可用性，这意味着通过使用Sentinel 可以创建一个Redis部署，在没有人为干预的情况下能够抵抗某些类型的失败。Sentiel的完整功能列表如下所示：

• 监控：不间断的检查master/slave实例否是安装预期正常工作；
• 通知：当 Redis 实例出现错误的时候，会使用程序（通过 API 接口）通知管理员；
• 自动故障转移：在master发生故障时，哨兵会开启故障转移处理，将一台slave提升为master，其它的slave被重新配置使用新的master，当应用程序连接时使用新的地址配置；
• 配置信息：Sentinel作为服务发现的权威来源，客户端连接到Sentinel去获取当前Redis master的地址，如果发生故障转移，Sentinel将会汇报新的服务器地址。

Sentinel本身是一套分布式系统，它被设计成能够进行多个进程间协同工作的模式，这样的好处如下：

• 多个Sentinel一致明确给定的主机不再可用时，才会执行故障检测，这能够有效错报的概率。
• 即使只有一个Sentinel在正常运行，Redis也是可用的，从而保证系统具有较高的健壮性。

Sentinel，Redis实例（master和slave）和连接到Sentinel和Redis的客户端的数量，也是一个具有特定属性的更大的分布式系统。在本文中，定制的Redis服务器镜像会确定执行它的Pod是redis的Sentinel、master还是slave，并启动适当的服务。这个Helm chart指示Sentinel状态与环境变量。如果没有设置，新启动的Pod将查询Kunbernetes的活动master。如果不存在，则它使用一种确定的方法来检测它是否应该作为master启动，然后将“master”或“slave”写入到称为redis-role的标签中。
redis-role=master Pod是集群启动的关键。在它们完成启动，sentinel将处于等待整体。所有其他的Pod等待sentinel识别主节点。运行Pod并设置标签podIP和runID。runID是每个redis服务器生成的唯一run_ID值的前几个字符。
在正常操作中，应该只有一个redis=master Pod。如果失败，Sentinel将提名一个新的master，并适当地改变所有的redis-role的值。
通过执行如下命令可以查看Pod所承担的角色：

$ kubectl get pods -L redis-role -namespace=kube-public

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3、安装部署

2.1 环境要求

• 已有Kubernetes 1.6+环境；
• 已部署helm客户端和tiller服务端（请参考：https://docs.helm.sh/using_helm/#installing-helm）：
  • 在Kubernetes中创建了具备足够权限访问权限的service account；
  • 并通过此service account在Kubernetes部署了tiller服务端（请参考：https://docs.helm.sh/using_helm/#role-based-access-control）。
• 在Kubernetes中提供了容量大于10g的持久化存储卷。

2.2 Helm char配置

在helm install中使用–set key=value 格式设置上述的参数值，例如：

<code class="lang-bash">$ helm install 
  --set redis_image=quay.io/smile/redis:4.0.6r2 
    stable/redis-ha
</code>

2.3 持久化

2.4 通过Chart安装Redis

通过执行如下的命令，在Kubernetes中部署Redis：

<code class="lang-bash">$ helm install stable/redis-ha --name=redis-ha --namespace=kube-public
</code>

通过上述命令，将以默认的配置在Kubernetes中部署Redis。默认情况下，chart会安装部署3个Sentinel Pod，1个master Pod和2个slave Pod。

3、Helm Chart分析

redis-ha
--templates # 模板目录，当与values.yaml组合时，将生成有效的Kubernetes清单文件。
----NOTES.txt
----_helpers.tpl
----redis-auth-secret.yaml
----redis-master-service.yalm
----redis-role.yaml
----redis-rolebinding.yaml
----redis-sentinel-deployment.yaml
----redis-sentinel-service.yaml
----redis-server-deployment.yaml
----redis-serviceaccount.yaml 
----redis-slave-service.yaml  
--Chart.yaml # 描述chart的信息
--README.md # 可读的chart介绍文件
--values.yaml # 默认配置文件

3.1 values.yaml

在values.yaml配置文件中设置了通过helm进行部署时的默认值。在values.yaml中，首先，定义了主Pod和哨兵Pod的请求和限制资源的要求；接着，通过nodeSelector和容忍度为Pod定义调度到哪个Node上；以及，指定容器所使用的镜像和其它的相关信息。

## Configure resource requests and limits
## ref: http://kubernetes.io/docs/user-guide/compute-resources/
##
resources:
  server:
    requests:
      memory: 200Mi
      cpu: 100m
    limits:
      memory: 700Mi
  sentinel:
     requests:
       memory: 200Mi
       cpu: 100m
     limits:
       memory: 200Mi

## Node labels and tolerations for pod assignment
## ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/assign-pod-node/#nodeselector 
## ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/assign-pod-node/#taints-and-tolerations-beta-feature
 nodeSelector: {}
 tolerations: []

## Redis image version
redis_image: quay.io/smile/redis:4.0.8r0
## replicas number for each component
replicas:
  servers: 3
  sentinels: 3
servers:
  serviceType: ClusterIP # [ClusterIP|LoadBalancer]
  annotations: {}

rbac:
 # Specifies whether RBAC resources should be created
 create: true

serviceAccount:
 # Specifies whether a ServiceAccount should be created
 create: true
 # The name of the ServiceAccount to use.
 # If not set and create is true, a name is generated using the fullname template
 name:

## Configures redis with AUTH (requirepass & masterauth conf params)
auth: false

## Redis password
## Defaults to a random 10-character alphanumeric string if not set and auth is true
## ref: https://github.com/kubernetes/charts/blob/master/stable/redis-ha/templates/redis-auth-secret.yaml
##
## redisPassword:

3.2 redis-server-deployment.yaml

此YAML配置文件用于定义Redis master/slave的部署。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
 # Pay attention to the redis-role label at runtime. The self-determination logic in the image sets 
 # this value accordingly.
 name: {{ template "redis-ha.fullname" . }}-server
 labels:
   name: {{ template "redis-ha.fullname" . }}-server
   redis-node: "true"
{{ include "labels.standard" . | indent 4 }}
spec:
 replicas: {{ .Values.replicas.servers }}
 template:
   metadata:
     labels:
       app: {{ template "redis-ha.name" . }}
       release: {{ .Release.Name }}
       component: server
       name: {{ template "redis-ha.fullname" . }}-server
       redis-node: "true"
     spec:
       serviceAccountName: {{ template "redis-ha.serviceAccountName" . }}
       {{- if .Values.nodeSelector }}
       nodeSelector:
{{ toYaml .Values.nodeSelector | indent 8 }}
       {{- end }}
       {{- if .Values.tolerations }}
       tolerations:
{{ toYaml .Values.tolerations | indent 8 }}
       {{- end }}
       containers:
       - name: redis
         image: {{ .Values.redis_image }}
         resources:
{{ toYaml .Values.resources.server | indent 10 }}
         env:
         - name: REDIS_SENTINEL_SERVICE_HOST
           value: "redis-sentinel"
         - name: REDIS_CHART_PREFIX
           value: {{ template "redis-ha.fullname" . }}-
{{- if .Values.auth }}
         - name: REDIS_PASS
           valueFrom:
             secret
                                                                                                        
                                                

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