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Redis 自动化运维：配置管理、部署与扩缩容脚本

好的，各位观众老爷们，欢迎来到今天的Redis自动化运维讲座！今天咱们不搞那些虚头巴脑的，直接上干货，目标只有一个：让你的Redis集群像开了挂一样，自动管理，自动部署，还能自动扩容缩容！

第一部分：配置管理 – 让你的Redis配置井井有条

配置管理，说白了就是把Redis的配置文件，比如redis.conf，统一管理起来，方便修改、更新和分发。手动一个个改？那得改到猴年马月！咱们要用自动化工具，比如Ansible，来搞定它。

1.1 为什么需要配置管理？

  • 统一性: 保证所有Redis实例使用相同的配置，避免因配置差异导致的问题。
  • 可追溯: 记录配置变更历史，方便排查问题。
  • 自动化: 一键更新配置，告别手动修改的繁琐。
  • 降低出错率: 人工操作容易出错，自动化可以减少人为失误。

1.2 使用Ansible进行配置管理

Ansible是一个强大的自动化工具，用它可以轻松搞定配置管理。

1.2.1 准备工作

  • 安装Ansible：pip install ansible
  • 配置Ansible连接到你的Redis服务器（编辑hosts文件，定义服务器的IP地址和连接方式）。
  • 准备好你的redis.conf模板文件 (例如 redis.conf.j2)。

1.2.2 编写Ansible Playbook

创建一个名为redis_config.yml的Ansible Playbook，内容如下：

---
- hosts: redis_servers
  become: true  # 以sudo权限运行
  tasks:
    - name: Copy Redis configuration file
      template:
        src: redis.conf.j2
        dest: /etc/redis/redis.conf  # 目标路径
        owner: redis
        group: redis
        mode: 0644
      notify: restart redis

  handlers:
    - name: restart redis
      service:
        name: redis
        state: restarted

解释一下：

  • hosts: redis_servers：指定要在哪些服务器上执行这个Playbook。redis_servers需要在你的hosts文件中定义。
  • become: true：使用sudo权限执行后面的任务。
  • tasks：定义要执行的任务列表。
  • template：使用Jinja2模板引擎，将redis.conf.j2文件渲染成最终的redis.conf文件，并复制到目标服务器。
    • src：模板文件路径。
    • dest：目标文件路径。
    • owner：文件所有者。
    • group：文件所属组。
    • mode：文件权限。
  • notify: restart redis：当配置文件发生变化时，触发restart redis这个handler。
  • handlers：定义事件处理器，当收到notify通知时执行。
  • service：管理系统服务。

1.2.3 编写redis.conf.j2模板文件

这个文件就是你的redis.conf模板，你可以使用Jinja2语法来动态生成配置。

例如：

port {{ redis_port }}
bind {{ redis_bind_address }}
logfile /var/log/redis/redis-server.log
daemonize yes
# ... 其他配置项 ...

1.2.4 运行Ansible Playbook

ansible-playbook redis_config.yml -e "redis_port=6379 redis_bind_address=0.0.0.0"

-e参数用于传递变量，比如redis_port和redis_bind_address。

1.3 配置变更管理

每次修改redis.conf.j2后，只需重新运行Ansible Playbook即可，Ansible会自动检测配置文件的变化，并重启Redis服务。

第二部分：自动化部署 – 一键部署你的Redis集群

手动安装Redis？太累了！咱们要用自动化脚本，一键部署Redis集群。这里我们依然可以使用Ansible。

2.1 部署方案选择

  • 单机部署: 适合测试环境或者对性能要求不高的场景。
  • 主从复制: 提供数据备份和读写分离。
  • Redis Sentinel: 在主从复制的基础上，提供自动故障转移。
  • Redis Cluster: 提供数据分片和高可用性。

2.2 使用Ansible部署Redis主从复制

2.2.1 编写Ansible Playbook

创建一个名为redis_deploy.yml的Ansible Playbook，内容如下：

---
- hosts: redis_master
  become: true
  tasks:
    - name: Install Redis
      apt:
        name: redis-server
        state: present

    - name: Configure Redis as master
      template:
        src: redis_master.conf.j2
        dest: /etc/redis/redis.conf
        owner: redis
        group: redis
        mode: 0644
      notify: restart redis

- hosts: redis_slaves
  become: true
  tasks:
    - name: Install Redis
      apt:
        name: redis-server
        state: present

    - name: Configure Redis as slave
      template:
        src: redis_slave.conf.j2
        dest: /etc/redis/redis.conf
        owner: redis
        group: redis
        mode: 0644
      notify: restart redis

  handlers:
    - name: restart redis
      service:
        name: redis
        state: restarted

解释一下：

  • 这个Playbook分为两个部分：
    • 第一部分针对redis_master主机，安装Redis并配置为主节点。
    • 第二部分针对redis_slaves主机，安装Redis并配置为从节点。
  • apt：使用apt包管理器安装Redis。

2.2.2 编写redis_master.conf.j2模板文件

port {{ redis_port }}
bind {{ redis_bind_address }}
logfile /var/log/redis/redis-server.log
daemonize yes
# masterauth your_master_password  # 如果需要密码认证

2.2.3 编写redis_slave.conf.j2模板文件

port {{ redis_port }}
bind {{ redis_bind_address }}
logfile /var/log/redis/redis-server.log
daemonize yes
slaveof {{ redis_master_ip }} {{ redis_master_port }}
# masterauth your_master_password  # 如果需要密码认证

2.2.4 运行Ansible Playbook

ansible-playbook redis_deploy.yml -e "redis_port=6379 redis_bind_address=0.0.0.0 redis_master_ip=192.168.1.10 redis_master_port=6379"

第三部分：自动扩缩容 – 让你的Redis集群弹性十足

Redis集群的扩缩容，手动操作容易出错，还费时费力。咱们要用自动化脚本，实现集群的弹性伸缩。

3.1 扩容方案

  • Redis Sentinel: 增加从节点，提高读性能和可用性。
  • Redis Cluster: 增加新的分片，扩大存储容量和提高写性能。

3.2 使用脚本扩容Redis Cluster

这里我们使用redis-trib.rb工具来管理Redis Cluster。

3.2.1 准备工作

  • 安装redis-trib.rb：通常包含在Redis的安装包中，或者可以使用gem install redis安装redis gem，然后找到redis-trib.rb。
  • 确保所有Redis节点都可以互相访问。

3.2.2 编写扩容脚本 (Python)

#!/usr/bin/env python
import subprocess
import argparse

def add_node_to_cluster(cluster_host, cluster_port, new_node_host, new_node_port):
    """
    向Redis Cluster添加新节点
    """
    try:
        command = [
            "redis-cli",
            "-h", cluster_host,
            "-p", str(cluster_port),
            "cluster", "meet", new_node_host, str(new_node_port)
        ]
        result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)
        print(f"成功添加节点 {new_node_host}:{new_node_port} 到集群。")
        print(result.stdout)

        # 添加节点到集群
        command2 = [
            "redis-cli",
            "--cluster", "add-node", f"{new_node_host}:{new_node_port}", f"{cluster_host}:{cluster_port}"
        ]
        result2 = subprocess.run(command2, capture_output=True, text=True, check=True)
        print(result2.stdout)

    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print(f"添加节点失败: {e.stderr}")
    except Exception as e:
        print(f"发生错误: {e}")

if __name__ == "__main__":
    parser = argparse.ArgumentParser(description="向Redis Cluster添加新节点")
    parser.add_argument("--cluster_host", required=True, help="集群中现有节点的IP地址")
    parser.add_argument("--cluster_port", type=int, required=True, help="集群中现有节点的端口")
    parser.add_argument("--new_node_host", required=True, help="新节点的IP地址")
    parser.add_argument("--new_node_port", type=int, required=True, help="新节点的端口")

    args = parser.parse_args()

    add_node_to_cluster(args.cluster_host, args.cluster_port, args.new_node_host, args.new_node_port)

解释一下：

  • 这个脚本使用redis-cli cluster meet命令将新节点添加到集群中。
  • 然后执行redis-cli --cluster add-node命令，将新的节点加入到现有集群中。

3.2.3 运行扩容脚本

python add_redis_node.py --cluster_host 192.168.1.10 --cluster_port 7000 --new_node_host 192.168.1.11 --new_node_port 7000

3.3 缩容方案

  • Redis Sentinel: 移除从节点。
  • Redis Cluster: 将要移除的节点上的数据迁移到其他节点，然后移除节点。

3.4 使用脚本缩容Redis Cluster

3.4.1 编写缩容脚本 (Python)

#!/usr/bin/env python
import subprocess
import argparse

def remove_node_from_cluster(cluster_host, cluster_port, node_id):
    """
    从Redis Cluster移除节点
    """
    try:
        # 迁移节点上的数据
        command = [
            "redis-cli",
            "--cluster", "reshard", f"{cluster_host}:{cluster_port}",
            "--from", node_id,
            "--to", "random",
            "--yes",
            "--cluster-use-empty-masters" # 如果是空的主节点，加上这个
        ]
        result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)
        print(result.stdout)

        # 移除节点
        command2 = [
            "redis-cli",
            "--cluster", "del-node", f"{cluster_host}:{cluster_port}", node_id
        ]
        result2 = subprocess.run(command2, capture_output=True, text=True, check=True)
        print(result2.stdout)
        print(f"成功从集群移除节点 {node_id}。")

    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print(f"移除节点失败: {e.stderr}")
    except Exception as e:
        print(f"发生错误: {e}")

if __name__ == "__main__":
    parser = argparse.ArgumentParser(description="从Redis Cluster移除节点")
    parser.add_argument("--cluster_host", required=True, help="集群中现有节点的IP地址")
    parser.add_argument("--cluster_port", type=int, required=True, help="集群中现有节点的端口")
    parser.add_argument("--node_id", required=True, help="要移除节点的ID")

    args = parser.parse_args()

    remove_node_from_cluster(args.cluster_host, args.cluster_port, args.node_id)

解释一下：

  • 这个脚本使用redis-cli --cluster reshard命令将要移除的节点上的数据迁移到其他节点。
  • 然后使用redis-cli --cluster del-node命令从集群中移除节点。

3.4.2 运行缩容脚本

python remove_redis_node.py --cluster_host 192.168.1.10 --cluster_port 7000 --node_id "你的节点ID"

注意：

  • 在执行缩容操作之前，请务必备份数据！
  • --cluster-use-empty-masters 参数仅适用于要删除的节点是空的主节点的情况。

3.5 查找节点ID

可以使用以下命令查找节点的ID：

redis-cli -h <host> -p <port> cluster nodes | grep <host>:<port>

输出结果中，第一个字段就是节点的ID。

第四部分：总结

今天我们学习了如何使用Ansible进行Redis配置管理和自动化部署，以及如何使用Python脚本进行Redis Cluster的自动扩缩容。掌握这些技能，可以大大提高你的Redis运维效率，让你的Redis集群更加稳定可靠。

希望今天的讲座对大家有所帮助！下次再见！

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