REDIS 集群模型

Redis 模块在生产环境中以 集群 的形式组织，这些 集群 是由一组 Redis 实例 组成的 逻辑实体，部署在一个或多个 节点 上。

每个集群都是一个 自治 的高性能缓存/存储单元，由至少一个 Redis 实例 组成，通过端口向外暴露服务能力。

在 Pigsty 的 Redis 模块中有三种核心实体：

• 集群（Cluster）：自治的 Redis 服务单元，用作其他实体的顶级命名空间。
• 实例（Instance）：单个 Redis 服务器进程，在节点上的特定端口运行。
• 节点（Node）：运行 Linux + Systemd 环境的硬件资源抽象，可以承载多个 Redis 实例，隐含式声明。

与 PostgreSQL 不同，Redis 采用 单机多实例 的部署模型：一个物理/虚拟机节点上通常会部署 多个 Redis 实例， 以充分利用多核 CPU。因此，节点与实例是 1:N 的关系。此外，生产中通常不建议设置单个内存规模大于 12GB 的 Redis 实例。

工作模式

Redis 有三种不同的工作模式，由 redis_mode 参数指定：

• 主从模式：默认模式，通过 replica_of 参数设置主从复制关系。需要额外的 Sentinel 集群提供高可用。
• 哨兵模式：不存储业务数据，专门用于监控主从模式的 Redis 集群，实现自动故障转移，本身多节点即可高可用。
• 原生集群模式：数据自动分片到多个主节点，每个主节点可以有多个从节点，内置高可用能力，无需哨兵支持。

具体样例

让我们来看三种模式的具体例子：

主从集群

一个节点上部署一主一从的经典主从集群：

redis-ms:
  hosts:
    10.10.10.10:
      redis_node: 1
      redis_instances:
        6379: { }
        6380: { replica_of: '10.10.10.10 6379' }
  vars:
    redis_cluster: redis-ms
    redis_password: 'redis.ms'
    redis_max_memory: 64MB

哨兵集群

一个节点上部署三个哨兵实例，用于监控主从集群。哨兵集群通过 redis_sentinel_monitor 参数指定要监控的主从集群列表：

redis-sentinel:
  hosts:
    10.10.10.11:
      redis_node: 1
      redis_instances: { 26379: {}, 26380: {}, 26381: {} }
  vars:
    redis_cluster: redis-sentinel
    redis_password: 'redis.sentinel'
    redis_mode: sentinel
    redis_max_memory: 16MB
    redis_sentinel_monitor:
      - { name: redis-ms, host: 10.10.10.10, port: 6379, password: redis.ms, quorum: 2 }

原生集群

下面的配置片段定义了由两个节点，六个实例组成的 Redis 原生分布式集群（最小规格，3主3从）：

redis-test:
  hosts:
    10.10.10.12: { redis_node: 1, redis_instances: { 6379: {}, 6380: {}, 6381: {} } }
    10.10.10.13: { redis_node: 2, redis_instances: { 6379: {}, 6380: {}, 6381: {} } }
  vars:
    redis_cluster: redis-test
    redis_password: 'redis.test'
    redis_mode: cluster
    redis_max_memory: 32MB

该配置将创建一个 3 主 3 从 的原生 Redis 集群。

身份参数

Pigsty 使用 REDIS 参数组为 Redis 模块的每个实体赋予确定的身份。以下三项为必选参数：

只要在集群层面定义了集群名称，节点层面分配了节点编号与实例定义，Pigsty 就能自动根据规则为每个实体生成唯一标识符。

Redis 模块不会为主机节点赋予额外的身份标识，节点使用其原有的主机名或 IP 地址进行标识。 redis_node 参数用于实例命名，而非主机节点的身份。

实例定义

redis_instances 是一个 JSON 对象，Key 为 端口号，Value 为该实例的 配置项：

redis_instances:
  6379: { }                                      # 主库实例，无需额外配置
  6380: { replica_of: '10.10.10.10 6379' }       # 从库实例，指定上游主库
  6381: { replica_of: '10.10.10.10 6379' }       # 从库实例，指定上游主库

每个 Redis 实例会监听一个唯一的端口，端口在节点上唯一不重复，您可以任意选择端口号， 但请不要使用系统保留端口（小于 1024），或者与 Pigsty 使用的端口 冲突。 实例配置中的 replica_of 参数用于在主从模式下设置复制关系，格式为 '<ip> <port>'，用于指定一个 Redis 从库的上游主库地址与端口。

此外，每个 Redis 节点上会运行一个 Redis Exporter，用于汇总采集当前节点上 所有本地实例 的监控指标：

Redis 模块的单机多实例部署模型带有一些局限性：

• 节点独占：一个节点只能属于一个 Redis 集群，不能同时分配给不同的 Redis 集群。
• 端口唯一：同一节点上的 Redis 实例必须使用不同的端口号，避免端口冲突。
• 密码共享：同一节点上的多个 Redis 实例无法设置不同的密码（受 redis_exporter 限制）。
• 手动高可用：主从模式的 Redis 集群需要额外配置 Sentinel 才能实现自动故障转移。

监控标签体系

Pigsty 提供了一套开箱即用的监控系统，在这个系统中使用上面的 身份参数 来标识各个 Redis 实体对象。

redis_up{cls="redis-ms", ins="redis-ms-1-6379", ip="10.10.10.10", job="redis"}
redis_up{cls="redis-ms", ins="redis-ms-1-6380", ip="10.10.10.10", job="redis"}

例如，上面的 cls，ins，ip 三个标签，分别对应集群名、实例名与节点 IP，这三个核心实体的标识符。 它们与 job 标签，在 所有 VictoriaMetrics 采集的 Redis 监控指标中都会出现并可用。 采集 Redis 指标的 job 名固定为 redis。