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Redis高可用知多少之DNS篇

作者：資料庫幹貨鋪

1. 背景

例如，存在一套redis主從（主從節點在不同的主機上）,應用程式通過主庫的ip進行讀寫操作。但是，主庫一旦出現故障，雖然有從庫，且從庫提升為主庫，但是應用程式如果想使用從庫則必須修改配置，重新開機應用方可生效。如用此情況，則涉及的人員比較多，且應用程式恢複使用的時間比較長。對于此情況，可以采取以下2種解決方式解決：

a) 配置VIP

在Redis主庫伺服器上配置vip,當主庫出現問題時，配置腳本将vip自動切換至從節點，并将從節點提升為讀寫狀态。應用程式中配置的是vip,主庫異常時，從庫自動提升為主庫對外提供服務，應用程式無需做任何操作。

b) 使用DNS

應用程式通過配置内網域名連接配接redis,DNS伺服器對應域名映射到redis主庫伺服器IP。當redis主庫異常時，将redis從節點提升為讀寫主庫,修改DNS域名映射關系至redis從節點ip，此時應用程式也無需進行操作。

注：

以上2種方式均存在缺陷，例如：

  • vip方式存在問題： 當主從節點不在同一個機房或同一網段時,将無法使用相同的vip。
  • DNS方式：使用DNS方式将有DNS緩存問題，即修改域名映射後域名仍可能解析到原主庫機器的ip。

vip配合哨兵的高可用方式将在後續介紹，本次先介紹DNS伺服器配置及dns方式解決方案。

2. DNS服務配置

2.1 安裝DNS服務

# 安裝bind相關工具

yum  install  bind  bind-utils  bind-devel bind-libs  bind-chroot  -y
2.2  修改配置檔案
vim /etc/named.conf

##  編譯對應内容

// named.conf

//

// Provided by Red Hat bind package to configure the ISC BIND named(8) DNS

// server as a caching only nameserver (as a localhost DNS resolver only).

//

// See /usr/share/doc/bind*/sample/ for example named configuration files.

//




options {

//      listen-on port 53 { 127.0.0.1; };       // 此行注釋

        listen-on port 53 { any; };             //  添加此行

        listen-on-v6 port 53 { ::1; };

        directory       "/var/named";

        dump-file       "/var/named/data/cache_dump.db";

        statistics-file "/var/named/data/named_stats.txt";

        memstatistics-file "/var/named/data/named_mem_stats.txt";

//      allow-query     { localhost; };        //  注釋此行

        allow-query     { any; };              //  添加此行

        forwarders {114.114.114.114; };          //   添加此行,這是在DNS伺服器不知道域名解析的時候詢問這個IP的主機，這個IP的主機必須聯網

        recursion yes;




        dnssec-enable yes;

        dnssec-validation yes;




        /* Path to ISC DLV key */

        bindkeys-file "/etc/named.iscdlv.key";




        managed-keys-directory "/var/named/dynamic";

};




logging {

        channel default_debug {

                file "data/named.run";

                severity dynamic;

        };

};




zone "." IN {

        type hint;

        file "named.ca";

};




include "/etc/named.rfc1912.zones";

include "/etc/named.root.key";

2.3 檢查文法

named-checkconf

2.4 啟動DNS服務

/etc/init.d/named  start

2.5 配置DNS正向解析檔案

a) 在/etc/named.rfc1912.zones添加正向解析配置

vim /etc/named.rfc1912.zones  # 此檔案名在上面步驟的/etc/named.conf檔案末尾有指定


##  此檔案末尾追加如下内容




zone "redis.com" IN {                         //  redis.com 名自定義，即需要解析的域名
        type master;                          //  dns域類型為master
        file "redis.com.zone";                //  redis.com.zone 檔案名自定義，後續檔案名需與此一緻
        allow-update { none; };
};

b) 根據上一步的情況，配置解析檔案

# 拷貝檔案
cp -p  named.localhost redis.com.zone  # 拷貝檔案，注意要連同權限一起拷貝，因權限不一緻，啟動會報錯


vim   redis.com.zone


$TTL 1D
@       IN SOA  www.redis.com.  rname.invalid. (
                                        0       ; serial
                                        1D      ; refresh
                                        1H      ; retry
                                        1W      ; expire
                                        3H )    ; minimum
        NS      www.redis.com.


dns  IN A 192.168.56.208
www  IN A 192.168.56.208

2.6 配置DNS反向解析檔案

a) 在/etc/named.rfc1912.zones添加反向解析配置

可以将正向解析與反向解析配置在一個檔案裡,即file配置為相同的檔案名。本次分開配置來示範

vim /etc/named.rfc1912.zones  # 此檔案名在上面步驟的/etc/named.conf檔案末尾有指定


##  此檔案末尾追加如下内容


zone "56.168.192.in-addr.arpa" IN {
        type master;
        file "redis.com.local";
        allow-update { none; };
};

b) 根據上一步的情況，配置解析檔案

# 拷貝檔案
cp -p  named.localhost redis.com.local  # 拷貝檔案，注意要連同權限一起拷貝，因權限不一緻，啟動會報錯


vim   redis.com.local


$TTL 1D
@       IN SOA  www.redis.com.  rname.invalid. (
                                        0       ; serial
                                        1D      ; refresh
                                        1H      ; retry
                                        1W      ; expire
                                        3H )    ; minimum
        NS      @
        A       192.168.56.208
        AAAA    ::1
208     IN PTR www.redis.com.

2.7 重新開機DNS服務

/etc/init.d/named restart

2.8 測試DNS伺服器

在另一台主機上測試DNS是否可用，操作步驟如下。

# 修改域名解析檔案

vim /etc/resolv.conf

# 将建立的DNS伺服器位址添加至此檔案

nameserver   192.168.56.209
Redis高可用知多少之DNS篇

正向解析測試

nslookup www.redis.com
# 結果如下
Server:        192.168.56.209
Address:    192.168.56.209#53


Name:    www.redis.com
Address: 192.168.56.208
Redis高可用知多少之DNS篇

反向解析測試

nslookup  192.168.56.208

#  結果如下：

Server:        192.168.56.209

Address:    192.168.56.209#53




208.56.168.192.in-addr.arpa    name = www.redis.com.
Redis高可用知多少之DNS篇

ping 域名測試

ping  www.redis.com
#  結果如下
PING www.redis.com (192.168.56.208) 56(84) bytes of data.
64 bytes from www.redis.com (192.168.56.208): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.229 ms
64 bytes from www.redis.com (192.168.56.208): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.287 ms
64 bytes from www.redis.com (192.168.56.208): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.276 ms
64 bytes from www.redis.com (192.168.56.208): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.224 ms
Redis高可用知多少之DNS篇

至此，DNS伺服器搭建并測試完畢，下面進入正題。

3. 搭建Redis主從

關于redis搭建之前的文章已經介紹過，詳細資訊可參考曆史文章https://www.cnblogs.com/gjc592/p/11098047.html。

3.1 搭建主、從節點redis執行個體，部署過程完全一緻

a) 依賴包安裝

yum -y install cpp binutils glibc glibc-kernheaders glibc-common glibc-devel gcc make gcc-c++ libstdc++-devel tclb)  安裝包準備

可以從官網 https://redis.io下載下傳最新版redis

wget  http://download.redis.io/releases/redis-4.0.14.tar.gz

tar -zxvf redis-4.0.14.tar.gz

c) 編譯、安裝

cd   redis-4.0.14

make

make install

d) 建立目錄、修改配置檔案、啟動redis

建議建立單獨的redis目錄

#  建立目錄
mkdir -p /data/redis/redis6379


#  拷貝配置檔案
cp redis.conf  /data/redis/redis6379/


#  修改配置檔案
vim redis.conf
修改如下部分
bind  0.0.0.0     可以指定所有位址均可通路，若指定對應網段或IP 修改此處即可
daemonize yes   放在背景執行，建議修改為yes
pidfile /data/redis/redis6379/redis_6379.pid  指定pid檔案目錄及檔案名
logfile "/data/redis/redis6379/redis6379.log" 指定log檔案目錄及檔案名


# 其他參數在生産環境中可适當調整


# 啟動redis
redis-server redis.conf

3.2 配置主從

在從伺服器執行如下指令配置主從

127.0.0.1:6379> slaveof   192.168.56.208  6379    ##  即輸入對應的redis主庫的ip 即端口

檢視主從狀态

127.0.0.1:6379> info Replication
##  結果如下
# Replication
role:slave
master_host:192.168.56.208
master_port:6379
master_link_status:up                  //  up代表已正常同步
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:266
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:22830eb406e63f0a85d3d912a44e1b80dba6c860
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:266
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:266

至此，redis主從同步配置完成

4. 測試域名方式操作redis

編寫程式，測試使用域名方式連接配接redis

注意：程式運作機器需添加對應的内網DNS伺服器，即2.8中的操作。本次使用python進行測試

4.1 安裝Python所需的包-- redis

python連接配接redis需安裝redis包,關于Python更新，pip安裝等曆史文章裡均有,如有需要可以參考操作

pip  install redis

4.2 編寫簡單的Python操作redis的測試程式

vim test_redis.py


#  内容如下


#!/usr/bin/python
# coding=utf-8


import redis
v_ip ='www.redis.com'
v_port = 6379
v_passwd=''
r = redis.Redis(host=v_ip,port=v_port,password=v_passwd,db=0)
r.set('test_key1','test1')
result = r.get('test_key1')
print  result ,"設定鍵成功并擷取到values"
r.delete('test_key1')
print  "删除鍵完畢"
result1 = r.get('test_key1')
print result1,"驗證删除成功"

4.3 運作測試程式，看是否能通過域名操作成功

python test_redis.py

# 結果如下

test1 設定鍵成功并擷取到values

删除鍵完畢

None 驗證删除成功

有圖有真相

Redis高可用知多少之DNS篇

說明，使用域名操作redis正常。

5. 模拟redis主庫異常

5.1 關閉主庫

127.0.0.1:6379> shutdown

not connected> exit

5.2 測試程式使用redis情況

python test_redis.py
##  報錯
Traceback (most recent call last):
  File "test_redis.py", line 9, in <module>
    r.set('test_key1','test1')
  File "/usr/local/python2.7/lib/python2.7/site-packages/redis/client.py", line 1451, in set
    return self.execute_command('SET', *pieces)
  File "/usr/local/python2.7/lib/python2.7/site-packages/redis/client.py", line 772, in execute_command
    connection = pool.get_connection(command_name, **options)
  File "/usr/local/python2.7/lib/python2.7/site-packages/redis/connection.py", line 994, in get_connection
    connection.connect()
  File "/usr/local/python2.7/lib/python2.7/site-packages/redis/connection.py", line 497, in connect
    raise ConnectionError(self._error_message(e))
redis.exceptions.ConnectionError: Error 111 connecting to www.redis.com:6379. Connection refused.

即，此時redis已無法使用

5.3 提升從庫為讀寫庫

從庫預設為隻讀，斷開主從複制後将會變為讀寫庫

a) 檢視此時從庫複制狀态

127.0.0.1:6379> info Replication
# Replication
role:slave
master_host:192.168.56.208
master_port:6379
master_link_status:down                       // 主從同步已斷開
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:3215
master_link_down_since_seconds:98
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:22830eb406e63f0a85d3d912a44e1b80dba6c860
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:3215
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:3215

b) 斷開主從同步

127.0.0.1:6379> slaveof  no one
OK
127.0.0.1:6379> info Replication
# Replication
role:master                                             // 斷開後，已變成主庫
connected_slaves:0
master_replid:180df5fbdc8cf8999b27ad42e6c57eb3be31b6b2
master_replid2:22830eb406e63f0a85d3d912a44e1b80dba6c860
master_repl_offset:3215
second_repl_offset:3216
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:3215

是以時域名仍指向原主庫，是以程式依舊異常。

6. 切換域名指向

6.1 修改配置檔案

将DNS服務中對應域名的IP位址改為從庫位址

vim redis.com.zone
##  修改
$TTL 1D
@       IN SOA  www.redis.com. rname.invalid. (
                                        0       ; serial
                                        1D      ; refresh
                                        1H      ; retry
                                        1W      ; expire
                                        3H )    ; minimum
        NS      www.redis.com.


dns  IN A 192.168.56.207
www  IN A 192.168.56.207


 vim redis.com.local
#  修改後
$TTL 1D
@       IN SOA  www.redis.com.  rname.invalid. (
                                        0       ; serial
                                        1D      ; refresh
                                        1H      ; retry
                                        1W      ; expire
                                        3H )    ; minimum
        NS      @
        A       192.168.56.207
        AAAA    ::1
207     IN PTR www.redis.com.

6.2 重新開機DNS服務或重新整理緩存

本次測試直接重新開機DNS服務

/etc/init.d/named  restart

6.3 簡單測試域名解析情況

nslookup www.redis.com   #正向測試DNS
#  結果如下
nslookup www.redis.com
Server:        192.168.56.209
Address:    192.168.56.209#53


Name:    www.redis.com
Address: 192.168.56.207

說明已修改成功

7. 最終測試

再次使用python 程式測試操作redis情況

python test_redis.py

# 運作結果

test1 設定鍵成功并擷取到values

删除鍵完畢

None 驗證删除成功

此時應用程式未做任何修改，可以正常使用。

ps:

以上測試步驟中部分有省略,如果錯誤，歡迎指正。如有問題，請關注微信公衆号“資料庫幹貨鋪”進行交流

Redis高可用 Redis
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