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Kubernetes 上に単独 Redis サーバーを構築する方法

今回は「Kubernetes上に単独 Redis サーバーを構築する方法」についてまとめます。

概要
構築
- Secret
- Pod
確認

概要

単独サーバーとして Redis を動作させる構成を作っていきます。冗長構成はとっていないので落ちたら止まります…が、基本構成の学習にはシンプルなほうが良いのでまずは単独サーバーで構築を行っていきます

構築

Redis のパスワードは最大512文字まで指定できるので512文字でランダム文字列を作成します。

パスワードファイルを作成

OpenSSL を利用してランダムなパスワード文字列を作成します。デフォルト指定する base64 オプションだと約3割り増しの文字列生成されるので、改行削除して先頭512文字をパスワードとして利用します。
```
openssl rand -base64 512 | tr -d '\r\n' | cut -c 1-512 > redis-password
```

KubernetesにSecreetリソースを作成

kubectl create secret generic redis-secret --from-file=redis-password

もし作成されていることを確認したいのであれば以下のコマンドで確認します。

kubectl get secrets

構築の方法はいろいろ考えられます。 ConfigMap を使う方法が真っ先に思い浮かぶのですが…単純に組み込むと ReadOnly になってしまってうまく動作しません。 initContainer と PersistentVolume ないし emptyDir 使えば回避できますが…複雑なので今回はやめておきます。今回は簡単な方法として、Redis設定ファイル（redis.conf）をシェル内で作成する方法をとりました。

マニュフェストファイル作成

redis-pod.yml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
  namespace: default
  labels:
    app: redis
    ver: "0.0.1"
    env: staging
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis:5.0.5-alpine3.10
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    args:
    - |
      cat <<-EOF > /etc/redis.conf
      ########### NETWORK ##########
      bind 0.0.0.0
      port 6379

      ########### GENERAL ##########
      daemonize no
      logfile ""

      ########## SECURITY ##########
      requirepass ${REDIS_PASSWORD}

      ##### MEMORY MANAGEMENT ######
      maxmemory 100mb
      maxmemory-policy allkeys-lru
      EOF

      redis-server /etc/redis.conf
    env:
    - name: "REDIS_PASSWORD"
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: redis-secret
          key: redis-password

リソース作成
```
kubectl apply -f redis-pod.yml
```

動作確認は以下のコマンドで行います。

kubectl get pods

確認

RedisサーバーのIPアドレス確認

[root@k8s-master ~]# kubectl get po -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
redis   1/1     Running   0          11m   10.244.1.119   k8s-node02   <none>           <none>

デバッグ用のPod起動

ポッド名は「redis-debug」、イメージは「Redisサーバーと同じもの（= redis:5.0.5-alpine3.10）」、再起動はさせず終了時に削除を指定（--restart=Never --rm）して起動します。
```
[root@k8s-master ~]# kubectl run -it redis-debug --image=redis:5.0.5-alpine3.10 --restart=Never --rm -- sh
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/data #
```
Redisサーバーに接続して動作確認

接続先（-h オプションへ渡すIP）は 1 で確認した IP を指定します。パスワードはSecret作成時に作った redis-password の値を指定します。
```
/data # redis-cli -h 10.244.1.119
10.244.1.121:6379> auth xxxxxxxxx
OK
10.244.1.121:6379> set key1 Hello
OK
10.244.1.121:6379> get key1
"Hello"
10.244.1.121:6379> keys
1) "key1"
```

今回は「Kubernetes上に単独 Redis サーバーを構築する方法」についてまとめました。参考になったでしょうか？本記事がお役に立っていると嬉しいです！！

Redis の Sentinel環境を構築する方法

今回は Redis の冗長構成３種類（Replication、Sentinel、Cluster）のうち Sentinel 構成について、その構築方法と動作確認をまとめます。

概要
Sentinel 構築
動作確認
- マスター停止時にスレーブがマスターに昇格
- 停止したマスターは復帰時にスレーブで参画

概要

Redis Sentinel は Replication だけではできなかった「マスター障害時、自動的に起こったスレーブから任意の１台を選出してマスター昇格させる仕組み」を実現する機能になります。

構成方法のポイントをかいつまんでまとめると「マスターサーバー、スレーブサーバーとは別に Sentinel サーバーを用意します。台数は3台以上の奇数台で配置場所は任意の場所で起動しておきます」となります。 Sentinel はその配置場所によって検出できる障害や復帰できる状態が異なってきます。なので、構築する環境にあわせて Sentinel の配置場所を考える必要があります。

以下にSentinel配置のサンプルを図示しておきます。

Redisサーバーと同じ場所にSentinelを配置する
Redisクライアントと同じ場所にSentinelを配置する
RedisサーバーとクライアントのすべてにSentinelを配置する

今回は検証用途として「Master １台、Slave １台、Sentinel 3台」の構成を１台の実機の中でポートを振り分けて実験してみます。イメージ的には「Redisクライアントと同じ場所にSentinelを配置する」に近い環境を作っていきます。

Sentinel構築

マスター/スレーブは基本的な設定が単独サーバーとほぼ同じです。センチネルは独自設定項目が sentinel 接頭辞のついてもので指定できます。

マスターサーバー用設定ファイルを作成

/data/redis/server01/redis.conf

########### NETWORK ##########
bind 0.0.0.0
port 6379

########### GENERAL ##########
daemonize no
logfile "/data/redis/server01/master.log"

######## SNAPSHOTTING ########
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dir "/data/redis/server01"
dbfilename "dump.rdb"

######### REPLICATION ########
masterauth "YOUR-STRONG-PASSWORD"
replica-announce-ip 127.0.0.1
replica-announce-port 6379

########## SECURITY ##########
requirepass "YOUR-STRONG-PASSWORD"

##### MEMORY MANAGEMENT ######
maxmemory 100mb
maxmemory-policy allkeys-lru

認証を有効化したい場合（requirepass を利用する場合）、マスター/スレーブに関わらず masterauth と requirepass を設定します。

マスターサーバー起動

# redis-server /data/redis/server01/redis.conf

スレーブサーバー用設定ファイルを作成

/data/redis/server02/redis.conf

########### NETWORK ##########
bind 0.0.0.0
port 6380

########### GENERAL ##########
daemonize no
logfile "/data/redis/server02/slave.log"

######## SNAPSHOTTING ########
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dir "/data/redis/server02"
dbfilename "dump.rdb"

######### REPLICATION ########
replicaof 127.0.0.1 6379
masterauth "YOUR-STRONG-PASSWORD"
replica-announce-ip 127.0.0.1
replica-announce-port 6380

########## SECURITY ##########
requirepass "YOUR-STRONG-PASSWORD"

##### MEMORY MANAGEMENT ######
maxmemory 100mb
maxmemory-policy allkeys-lru

スレーブ側設定として replicaof IP PORT でマスターサーバーのIPアドレスとポート番号を指定します。また、masterauth PASSWORD でマスターサーバーのパスワードを指定します。

ポート番号を変更しているので replica-announce-port でポート番号を伝えます。

マスターサーバー起動

# redis-server /data/redis/server02/redis.conf

センチネルはポート違い（5000, 5001, 5002）で3台起動します。

センチネル用設定ファイルを作成

他のセンチネル設定も同様に作成します。変更箇所はポート番号とフォルダパスです。

/data/redis/server10/sentinel.conf

########### NETWORK ##########
bind 0.0.0.0
port 5000
protected-mode no

########### GENERAL ##########
daemonize no
logfile /data/redis/server10/redis.log
dir /data/redis/server10
sentinel announce-ip 127.0.0.1
sentinel announce-port 5000

########## SENTINEL ##########
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel auth-pass mymaster YOUR-STRONG-PASSWORD
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

ポート番号を変更しているので sentinel announce-port PORT で自身のポート番号を通知します。

認証を有効化している場合、 sentinel auth-path PASSORD で認証に利用しているパスワードを指定します。

センチネル起動

# redis-server /data/redis/server10/sentinel.conf --sentinel

動作確認

現状のロールを確認

# redis-cli -p 6379 -a YOUR-STRONG-PASSWORD info | grep role
role:master
# redis-cli -p 6380 -a YOUR-STRONG-PASSWORD info | grep role
role:slave

マスターを停止

# redis-cli -p 6379 -a YOUR-STRONG-PASSWORD shutdown

スレーブ接続、昇格確認

# redis-cli -p 6380 -a YOUR-STRONG-PASSWORD info | grep role
role:master

旧マスターを起動

# redis-server /data/redis/server01/redis.conf

ロールの確認

# redis-cli -p 6379 -a YOUR-STRONG-PASSWORD info | grep role
role:slave
# redis-cli -p 6380 -a YOUR-STRONG-PASSWORD info | grep role
role:master

今回は「Redis の Sentinel 構成の構築方法」についてまとめました。参考になったでしょうか？本記事がお役に立っていると嬉しいです！！

Redis で Replication を構築する方法

今回は Redis の冗長構成３種類（Replication、Sentinel、Cluster）のうち Replication（マスター/スレーブ）構成についてその構築方法と動作確認についてまとめます。

概要
Replication構築
- マスター
- スレーブ
動作確認

概要

今回は単一サーバー上に Redis サーバーをポート違いで２台立ち上げて「マスター/スレーブ構成」を作ってみます。利用している環境は以下の通りです。

[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)
[root@localhost ~]# redis-server --version
Redis server v=5.0.5 sha=00000000:0 malloc=jemalloc-5.1.0 bits=64 build=76ba031b1adc8963

Replication構築

マスターサーバーを設定、起動します。基本的には単独サーバーの設定と同じです。

マスターサーバー用設定ファイルを作成

/data/redis/server01/redis.conf

########### NETWORK ##########
bind 0.0.0.0
port 6379
 
########### GENERAL ##########
daemonize no
logfile /data/redis/server01/redis.log
 
######## SNAPSHOTTING ########
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dir /data/redis/server01/
dbfilename dump.rdb
 
########## SECURITY ##########
requirepass master-password
 
##### MEMORY MANAGEMENT ######
maxmemory 100mb
maxmemory-policy allkeys-lru

マスターサーバー起動

# redis-server /data/redis/server01/redis.conf

スレーブサーバーを設定、起動します。

スレーブ用設定ファイルを作成

単一サーバーで実行しているので port 、フォルダを変更します。スレーブとしての設定は requirepass の修正、replicaof と masterauth の追加です。

/data/redis/server02/redis.conf
```
########### NETWORK ##########
bind 0.0.0.0
port 6380
 
########### GENERAL ##########
daemonize no
logfile /data/redis/server02/redis.log
 
######## SNAPSHOTTING ########
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dir /data/redis/server02/
dbfilename dump.rdb

######### REPLICATION ########
replicaof 192.168.1.1 6379
masterauth master-password

########## SECURITY ##########
requirepass slave-password
 
##### MEMORY MANAGEMENT ######
maxmemory 100mb
maxmemory-policy allkeys-lru
```
replicaof <MASTER_IP> <MASTER_PORT>

マスターサーバーのIPアドレス、ポート番号を指定します。

masterauth <MASTER_PASSWORD>

マスターが認証を有効にしている場合（ requirepass 指定がある場合）、マスターのパスワードを指定します。

スレーブサーバー起動

# redis-server /data/redis/server02/redis.conf

動作確認

マスター接続

# redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> auth master-password
OK

マスターにデータ書き込み/確認

127.0.0.1:6379> set key1 "Hello"
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"Hello"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "key1"

スレーブ接続

# redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> auth slave-password
OK

スレーブのデータ確認

127.0.0.1:6380> get key1
"Hello"
127.0.0.1:6380> keys *
1) "key1"

マスターシャットダウン

# redis-cli -p 6379 -a master-password shutdown

スレーブ接続
```
# redis-cli -p 6380 -a slave-password
```

スレーブのデータ確認

127.0.0.1:6380> get key1
"Hello"
127.0.0.1:6380> keys *
1) "key1"

スレーブへ書き込み

127.0.0.1:6380> set key2 "World"
(error) READONLY You can't write against a read only replica.

マスターを起動

# redis-server /data/redis/server01/redis.conf

マスターに接続

# redis-client -p 6379 -a master-password

マスターに書き込み/確認

127.0.0.1:6379> get key2 "World"
OK
127.0.0.1:6379> get key2
"World"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "key2"
2) "key1"

スレーブに接続

# redis-client -p 6380 -a slave-password

スレーブのデータを確認

127.0.0.1:6380> get key2
"World"
127.0.0.1:6380> keys *
1) "key2"
2) "key1"

参考記事

今回は「Redisでマスター/スレーブ構成を構築する方法とその動作確認」についてまとめました。参考になったでしょうか？本記事がお役に立っていると嬉しいです！！

Redis を CentOS にインストールする方法

今回は「Redis を CentOS にインストールする方法」についてまとめます。

動作環境
インストール
初期設定
動作確認

動作環境

今回は以下の環境で確認しています。

[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

インストール

以下のコマンドを実行してインストール

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.5.tar.gz
tar xzf redis-5.0.5.tar.gz
cd redis-5.0.5
make
make install

インストール先は /usr/local/bin 配下になります。とりあえず起動したい場合 redis-server で起動できます。

初期設定

デフォルト「6379」ポートを利用するので該当ポートを開放します。

firewall-cmd --zone=public --add-port=6379/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

設定ファイル（ redis.conf ）はダウンロードした tar.gz の中にサンプルが含まれているのでそれをコピーして利用してもよいです。今回は最低限必要そうな設定だけしたものを用意します。

/etc/redis.conf

########### NETWORK ##########
bind 0.0.0.0
port 6379

########### GENERAL ##########
daemonize no
supervised systemd
logfile /var/log/redis/redis.log

######## SNAPSHOTTING ########
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dir /var/lib/redis
dbfilename dump.rdb

########## SECURITY ##########
requirepass master-password

##### MEMORY MANAGEMENT ######
maxmemory 100mb
maxmemory-policy allkeys-lru

設定

各種設定に関する補足を以下にまとめておきます。

ネットワーク

bind <IP1> [[<IP2> [<IP3> ...]]]

受け付けるIPアドレスを指定します。複数指定する場合は " "(空白) で連結して指定します。

port <PORT>

受け付けるポート番号を指定します。
一般

daemonize [yes|no]

デーモン起動するかどうかを指定します。デフォルト no 。

supervised [no|upstart|systemd|auto]

upstart か systemd を指定するとスーパーバイザと通信します。

loglevel [debug|verbose|notice|warning]

ログレベルを指定します。debug が一番多く、 warning が一番少ない。プロダクション推奨は notice 。

logfile <PATH>

ログファイルの出力先を指定します。 ""(空白) は標準出力を意味しますが、daemonize している場合は出力先が /dev/null となり破棄されます。意図的に標準出力を指定したい場合は stdout を指定します。
スナップショット

save <SECONDS> <CHANGES>

SECONDS 秒以上経過したとき少なくとも CHANGES 回数変更があった場合ディスク保存します。

dir <PATH>

DBファイル保存先ディレクトリを指定します。

dbfilename <FILENAME>

DBファイル名を指定します。
セキュリティ

requirepass <PASSWORD>

Redisを利用するためのパスワードを指定します。 Redisは性能が良いので秒間150,000回以上の試行ができてしまいます。パスワードは十分長い文字列を指定してください。
メモリ管理

maxmemory <BYTES>

Redisが使用できるメモリ上限を指定します。メモリ上限に到達した場合、 maxmemory-policy に従って削除を行います。

maxmemory-policy [volatile-lru|allkeys-lru|volatile-lfu|allkeys-lfu|volatile-random|allkeys-random|volatile-ttl|noeviction]

メモリ上限に到達した際どのようなルールでメモリ上のデータを削除するかを指定します。

make しただけだとサービス設定がなされないので手動でサービスを追加します。

ユーザー/グループの作成

# useradd redis
# mkdir -p /var/lib/redis
# mkdir -p /var/log/redis
# chown -R redis:redis /var/lib/redis /var/log/redis

サービスファイルの作成

/etc/systemd/system/redis-server.service

[Unit]
Description=Redis

[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /etc/redis.conf
ExecStop=/usr/local/bin/redis-cli shutdown
User=redis
Group=redis

[Install]
WantedBy=multi-user.target

systemctl の再読み込み
```
# systemctl daemon-reload
```

サービス有効化/起動

# systemctl enable redis-server
# systemctl start redis-server

動作確認

サーバー起動

手動起動する場合は以下のコマンドを実行します。サービス実行しているようであればこの手順をスキップします
```
# redis-server
```
サーバー接続
```
# redis-cli
```

認証

127.0.0.1:6379> AUTH master-password
OK

データ挿入/確認/削除/キー一覧

127.0.0.1:6379> set mykey1 "Hello World"
OK
127.0.0.1:6379> get mykey1
"Hello World"
127.0.0.1:6379> del mykey1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)

サーバー停止

127.0.0.1:6379> shutdown
not connected>

サーバー切断
```
not connected> exit
```

今回は「Redis を CentOS にインストールする方法」についてまとめました。 RedisはオンメモリDBと思ってましたが、実はデータ保存する仕組みがあったんですね。参考になったでしょうか？本記事がお役に立っていると嬉しいです！！

参考記事

galife

Kubernetes 上に単独 Redis サーバーを構築する方法

概要

構築

Secret

Pod

確認

Redis の Sentinel環境を構築する方法

概要

Sentinelとは

構成例

本記事での構成

Sentinel構築

マスター

スレーブ

センチネル

動作確認

マスター停止時にスレーブがマスターに昇格

停止したマスターは復帰時にスレーブで参画

Redis で Replication を構築する方法

概要

Replication構築

マスター

スレーブ

動作確認

マスター→スレーブへのデータ転送

マスター障害時にスレーブが昇格しない

マスター復活時に再接続する

Redis を CentOS にインストールする方法

動作環境

インストール

初期設定

ポート開放

設定ファイル作成

自動起動設定

動作確認

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