前言
Redis 是一个高性能的键值存储数据库，并且可以作为缓存、消息中间件等多种用途。在使用 Redis 时，我们需要保证其高可用性，以便避免单点故障。本文将介绍如何在 Kubernetes 下实现 Redis 高可用集群，并提供相关示例代码，以方便读者学习和实践。
Redis 高可用集群架构
Redis 高可用集群采用了 Redis Sentinel 的方式进行实现，它由多个 Redis 主从节点和多个 Sentinel 节点组成，如下图所示。
Redis 主从节点负责数据存储和读写请求处理，Sentinel 节点负责监控 Redis 主从节点的状态，并根据策略自动进行故障转移。通过多个 Redis 主从节点的数据不断同步，实现了 Redis 高可用集群的高可用性和数据一致性。
在 Kubernetes 下部署 Redis 高可用集群
下面我们将介绍如何在 Kubernetes 下部署 Redis 高可用集群。
创建 Redis 镜像
首先我们需要创建 Redis 镜像。在本文中，我们使用的是 Redis 5.0.2 版本。创建 Dockerfile 文件，内容如下所示：
FROM redis:5.0.2 COPY redis.conf /usr/local/etc/redis/redis.conf CMD [ "redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf" ]
其中，redis.conf 文件包括了 Redis 的配置信息，内容如下所示：
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然后执行以下命令创建镜像：
$ docker build -t my-redis:5.0.2 .
创建 Redis 主从节点
接下来我们需要创建 Redis 主从节点的 Kubernetes 资源文件。在本文中，我们创建了一个包含了三个 Redis 主从节点的 StatefulSet，其中一个 Master 节点两个从节点。
创建一个 redis-statefulset.yaml 文件，内容如下所示：
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-------- ---上面的 YAML 文件中定义了一个名为 redis 的 StatefulSet，它包含有 3 个副本。容器在运行时，会将 POD_NAME 和 POD_NAMESPACE 的值注入到环境变量中，供容器内部使用。此外，为了保证数据可持久化，我们创建了一个名为 redis-data 的 PVC，并将其挂载到容器内部的 /data 目录下。
执行以下命令来创建 Redis 主从节点：
$ kubectl apply -f redis-statefulset.yaml
创建 Redis Sentinel 节点
接下来我们需要创建 Redis Sentinel 节点的 Kubernetes 资源文件。在本文中，我们创建了一个包含了三个 Redis Sentinel 节点的 StatefulSet。
创建一个 redis-sentinel-statefulset.yaml 文件，内容如下所示：
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-------- ---上面的 YAML 文件中定义了一个名为 redis-sentinel 的 StatefulSet，它包含有 3 个副本。容器在运行时，会执行 "redis-sentinel" 命令，并指定 sentinel.conf 配置文件，其中包含了 Sentinel 的配置信息。此外，为了保证数据可持久化，我们创建了一个名为 sentinel-data 的 PVC，并将其挂载到容器内部的 /usr/local/etc/redis 目录下。
执行以下命令来创建 Redis Sentinel 节点：
$ kubectl apply -f redis-sentinel-statefulset.yaml
创建 Redis 主从节点和 Sentinel 节点的 Service
最后我们需要创建 Redis 主从节点和 Sentinel 节点的 Kubernetes Service。因为 StatefulSet 内部创建的 Pod 的 DNS 域名是有序的，所以我们可以使用 StatefulSet 内部的 dns name 进行服务发现，从而实现了 Redis 集群内部的通信。
创建一个 redis-service.yaml 文件，内容如下所示：
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---------- ----上面的 YAML 文件中定义了两个 Kubernetes Service，一个名为 redis，另一个名为 redis-sentinel。它们分别与 Redis 主从节点和 Sentinel 节点关联，并使他们之间可以相互通信。
执行以下命令来创建 Redis 主从节点和 Sentinel 节点的 Kubernetes Service：
$ kubectl apply -f redis-service.yaml
至此，我们已经成功地在 Kubernetes 下部署了 Redis 高可用集群。接下来我们将对 Redis 集群进行测试，并验证其高可用性。
测试 Redis 高可用集群
通过 kubectl exec 命令进入 Redis 容器内部，连接 Redis 集群，并启用 Sentinel 监控。然后，通过向 Redis 主节点写入数据，来测试 Redis 集群的高可用性。
以下是测试 Redis 集群高可用性的示例代码：
$ kubectl exec -it redis-0 -- redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 \
$(kubectl get pods -l app=redis -o jsonpath='{range.items[*]}{.status.podIP}:6379 ')$ kubectl exec -it redis-sentinel-0 -- redis-cli -p 26379 \ sentinel monitor mymaster redis-0.redis.default.svc.cluster.local 6379 1 $ kubectl exec -it redis-sentinel-1 -- redis-cli -p 26379 \ sentinel monitor mymaster redis-0.redis.default.svc.cluster.local 6379 1 $ kubectl exec -it redis-sentinel-2 -- redis-cli -p 26379 \ sentinel monitor mymaster redis-0.redis.default.svc.cluster.local 6379 1
在 Redis 主节点写入一条数据：
$ kubectl exec -it redis-0 -- redis-cli set foo bar
然后关闭 Redis 主节点，模拟一个宕机的情况：
$ kubectl delete pod redis-0
然后，在当前集群篇幅内等待一段时间（20s ~ 30s），直到 Sentinel 自动将从节点晋升为主节点。查询当前 Redis 主节点的状态：
$ kubectl exec -it redis-1 -- redis-cli info replication $ kubectl exec -it redis-2 -- redis-cli info replication
最后，对从节点进行写入和读取数据的操作，以验证 Redis 高可用性。
结论
通过本文的介绍，读者可以了解如何在 Kubernetes 下实现 Redis 高可用集群。通过 Redis Sentinel 的方式，我们可以保证 Redis 集群的高可用性和数据一致性。读者可以根据本文提供的示例代码，学习和实践 Redis 高可用集群的部署和运维。
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