基于K1 Power linux的Redis集群容器云平台测试报告

1、 基于K1 Power linux的Redis 集群容器云平台测试报告 1. 背景和需求近年来，我行互联网金融业务发展迅速，网上银行、手机银行业务量成倍增加，井喷式增长的客户在线访问量和大数据高并发的访问需求，给电子银行相关系统带来了很大的挑战。比如在互联网金融业务场景中，常见的营销模式：秒杀，经常会出现的问题包括：并发太高导致程序阻塞；库存无法有效控制，出现超卖的情况。我们采用异步、缓存这两种手段来解决系统压力问题。前者，例如说内存队列（例如说 JDK Queue 、 Disruptor 等）、分布式队列（例如说 RabbitMQ 、 RocketMQ 、 Kafka ），更多适合写操作。后者，例如说内存缓存（例如说 JDK Map 、 EhCache 等）、分布式缓存（例如说 Redis 、 Memcached 等），更适合读操作。本文重点谈论后者中的 Redis ，目前我行已经有很多系统采用了 Redis 集群作为数据缓存层和消息队列，采用三主三从 6 节点的架构。多个 Redis 集群的运维管理，主要有以下三个方面的问题：版本管理难： Redis 之前是直接部署在物理机上，各个

2、版本的 Redis 非常分散而且不容易维护。新集群部署慢：需要手动修改很多配置文件再逐个部署节点，初始化工作需要较长时间。资源隔离差：当前的 Redis 集群部署在物理机集群上，多业务线的 Redis 集群有混布的情况。由于没有做 CPU 的资源隔离，经常出现某 Redis 节点 CPU 使用率过高导致其他 Redis 集群的节点争抢不到 CPU 资源引起时延抖动。因为不同的集群混布，这类问题很难快速定位，影响运维效率。为了简化大规模 Redis 集群的运维管理工作，我行对新的技术手段展开调研。容器镜像天然支持标准化，与硬件无关，可以解决版本的问题， K8 通过 StatefulSet 部署 Redis 集群，使用 configmap 管理配置文件，新集群部署时间只需要几分钟，大大提高了运维效率。 Redis 容器化的好处非常多，但是结合到我行具体应用场景还有一些问题需要验证，我们希望在测试 Redis 数据库容器云应用（大数据平台领域）时了解以下方面：1 Redis 容器化以后与原来相比，性能读写，响应时间，网络流量有多大差距。2 访问 Redis 采用 ip 和端口，并且主从不能在

3、一台宿主机上，如何解决以上问题？3 Redis 的配置文件和数据持久化如何在容器环境中保存？4 主节点宕机时， Redis 会自动将从节点转换为主节点，此时若 k8s 将原来主节点拉起会导致数据冲突。2. 测试方案设计测试环境的设计，我们真实模拟生产环境，采用了典型的三主三从 6 节点的架构，用 6 台虚拟机，每台机器作为 OpenShift Container Platform （ OCP ）集群的一个 worker 节点，每个 worker 只启动一个 pod 实例，最大利用主机资源，同时 Redis 集群的架构与生产环境完全一致。生产环境的 Redis 集群是在应用层面对集群的各个节点做负载均衡和路由，集群运维难度大、成本高，所以在测试环境设计上，我们做了优化，采用中间件 haproxy 自动负载均衡，这样 Redis 集群对于前端应用来说透明，维护会比较简单。容器云平台的选型，我行经过调研，最终决定选用浪潮 K1 Power 与红帽 OpenShift 推出的容器云平台联合解决方案，该方案面向企业级客户在容器平台部署方面的需求，是可伸缩的，简化的以及快速的一个部署环境，经过浪潮

4、和红帽严格的环境测试和官方认证，在使用这样一个软硬件环境的情况下，可以明显减少本次测试工作部署方面投入的时间和成本。3. 容器云集群架构OCP集群信息软件版本：集群说明：OCP 集群部署在 K1 Power Linux 服务器 FP5290G2 创建的虚机上。Redis 集群采用三主三从模式，六个 Redis 容器实例 pod 分别部署在 OCP 集群的六个 worker 节点上。Redis 作为有状态服务，通过 statefulset 统一部署集群 6 个 pod 。Redis 集群持久化采用 PVC 实现远程文件存储（ nfs ）到 Console 节点。基于 Redis cluster 集群内部数据请求重定向后会新建 tcp 连接，所有 pod 的 ip 外部需要访问到，这里实现 pod 的网络模式为 hostnetwork, 共用宿主机 worker 的网络接口和 ip 。集群前端搭建 haproxy 实现负载均衡。架构拓扑图如下：4. 高可用 Redis 集群部署1) ssh 登录 OCP 集群 console 节点。2) 创建 projectoc new-project R

5、edis-cluster-test3) 创建 PV进到工作目录（自行创建）oc create -f pv.yamlpv.yaml 参考文件： 共创建 6 个 PV ， Redis 集群 6 个节点会各分配一个，其中：server: 10.152.20.31path: /home/share/Redis-cluster-test/n0-5server 表示 nfs server ip ，这里设置为 console 节点 ippath 需要手动创建4) Console 节点主机设置启动 nfs 服务yum install y nfs-utilscat /etc/exports EOF/home/share/Redis-cluster-test/n0 *(insecure,rw,async,no_root_squash)/home/share/Redis-cluster-test/n1 *(insecure,rw,async,no_root_squash)/home/share/Redis-cluster-test/n2 *(insecure,rw,async,no_root_squash)

6、/home/share/Redis-cluster-test/n3 *(insecure,rw,async,no_root_squash)/home/share/Redis-cluster-test/n4 *(insecure,rw,async,no_root_squash)/home/share/Redis-cluster-test/n5 *(insecure,rw,async,no_root_squash)EOFservice nfs restartservice rpcbind restart5) 在 project Redis-cluster-test 中创建 ConfigMapConsole 节点主机执行命令：oc create -f configmap.yaml -n Redis-cluster-testconfigmap.yaml 参考： 如果对 Redis 配置有要求，可以修改这个文件中的 Redis.conf 项6) 在 project Redis-cluster-test 中配置安全策略Console 节点主机执行命令：oc adm policy add-scc-t

7、o-user anyuid -z default -n Redis-cluster-testoc adm policy add-scc-to-user privileged -z default -n Redis-cluster-testoc adm policy add-cluster-role-to-user cluster-reader -z default -n Redis-cluster-test7) 在 project Redis-cluster-test 中创建 statefulsetoc create -f sts.yamlsts.yaml 文件参考： 8) 查看已创建的 Redis 集群对象oc get pods -n Redis-cluster-testoc get pv -n Redis-cluster-testoc get pvc -n Redis-cluster-test9) 登录 web 界面确认创建对象登录后查找 statefulset:点击 Redis-cluster 后选择 Pods 标签：可以看到有 6 个 pod 已经 running ，分别分布到

8、 6 个 worker 节点，点击其中任意一个，查看 POD_IP ：可以看到 pod ip 使用的是宿主机 worker 节点的 ip ， 说明集群外部网络是可以直接通过 IP 访问 pod 的。10) 启动 Redis 集群登录 Console 主机：Redis-cli -cluster create 10.152.20.41:6379 10.152.20.42:6379 10.152.20.43:6379 10.152.20.44:6379 10.152.20.45:6379 10.152.20.46:6379 -cluster-replicas 111) 验证集群功能登录 Console 主机：Redis-cli -h 10.152.20.41 c12) 在压力主机上搭建 haproxy主机 ip: 10.152.15.42yum install y haproxy/etc/haproxy/haproxy.cfg 参考：Harpoxy 监听端口 4306.启动 haproxy:haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg验证：Redis-cli -h

9、10.152.15.42 -p 4306 -c5. 测试过程设计1)Redis容器 VS 非容器性能对比使用 Redis-benchmark 工具进行压力测试， Console 节点安装 Redis:6.0.5 版本， Console 节点部署 Docker 容器 Redis:6.0.5 版本：非容器 Redis 端口 6379 ， Redis-Docker 映射本机端口 6380.客户端主机 ip:10.152.15.42非容器化 Redis 集群压力测试结果：模拟 100 并发， 100000 个请求登录 10.152.15.42 ：Redis-benchmark -h 10.152.20.31 -c 100 -n 100000 ：容器化 Redis 集群压力测试结果：测试结果显示， Redis 集群在 K1 Power 容器化和非容器化场景下性能差异不大。2)集群节点独立部署根据测试目标，参照第四章节把 Redis 集群的三主三从节点部署到容器云平台不同的 worker 节点上面，实现了 Redis 集群主从节点的独立部署。3)数据持久化Redis 集群的持久化使用容器云平台 nfs 远程存储，共创建 6 个 PV ， Redis 集群 6 个节点会各分配一个， path 需要手动创建。4)f

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