「nutcracker」Redis+TwemProxy(nutcracker)集群方案部署记录

nutcracker

Twemproxy 又称nutcracker ，是一个mem cache、Redis协议的轻量级代理，一个用于sharding 的中间件。有了Twemproxy，客户端不直接访问Redis服务器，而是通过twemproxy 代理中间件间接访问。 Twemproxy 为 Twitter 开源产品，简单来说，Twemproxy是Twitter开发的一个redis代理proxy，类似于nginx的反向代理或者my sql的代理工具，如amoeba。Twemproxy通过引入一个代理层，可以将其后端的多台Redis或Memcached实例进行统一管理与分配，使应用程序只需要在Twemproxy上进行操作，而不用关心后面具体有多少个真实的Redis或Memcached存储。

Twemproxy的特性

1）支持失败节点自动删除

可以设置重新连接该节点的时间

可以设置连接多少次之后删除该节点

2）支持设置HashTag

通过HashTag可以自己设定将两个key哈希到同一个实例上去

3）减少与redis的直接连接数

保持与redis的长连接

减少了客户端直接与服务器连接的连接数量

4）自动分片到后端多个redis实例上

多种hash算法：md5、crc16、crc32 、crc32a、fnv1_64、fnv1a_64、fnv1_32、fnv1a_32、hsieh、murmur、jenkins

多种分片算法：ketama(一致性hash算法的一种实现)、modula、random

可以设置后端实例的权重

5）避免单点问题

可以平行部署多个代理层,通过HAProxy做负载均衡，将redis的读写分散到多个twemproxy上。

6）支持状态监控

可设置状态监控ip和端口，访问ip和端口可以得到一个json格式的状态信息串

可设置监控信息刷新间隔时间

7）使用 pipelining 处理请求和响应

连接复用，内存复用

将多个连接请求，组成reids pipelining统一向redis请求

8）并不是支持所有redis命令

不支持redis的事务操作

使用SIDFF, SDIFFSTORE, SINTER, SINTERSTORE, SMOVE, SUNION and SUNIONSTORE命令需要保证key都在同一个分片上。

举个小例子：

你可以把公司前台的MM看作一个proxy，你是个送快递的，你可以通过这个妹子替你代理把你要送达的包裹给公司内部的人，而你不用知道公司每个人座位在哪里。

Twemproxy可以把多台redis server当作一台使用，开发人员通过twemproxy访问这些redis servers 的时候不用关心到底去哪一台redis server读取

k-v数据或者把k-v数据更新到数据集中。

通过Twemproxy可以使用多台服务器来水平扩张redis服务，可以有效的避免单点故障问题。虽然使用Twemproxy需要更多的硬件资源和在redis性能有一定的损失（twitter测试约20%），但是能够提高整个系统的HA也是相当划算的。比如我所在的公司，只使用一台redis server进行读写，但是还有一台slave server一直在同步这台生产服务器的数据。这样做就是为了防止这台单一的生产服务器出现故障时能够有一个"备胎"，可以把前端的redis数据读写请求切换到从服务器上,web程序因而不需要直接去访问mysql数据库。再借助于haproxy(又是proxy)或者VIP技术可以实现一个简单的HA方案，可以避免单点故障。但是这种简单的Master-Slave"备胎"方案不能扩张整个redis的容量（如果用系统内存大小衡量，且不考虑内存不足时把数据swap到磁盘上），最大容量由所有的redis servers中最小内存决定的【木桶的短板】。

Twemproxy可以把数据sharding（碎片，这里是分散的意思）到多台服务器的上，每台服务器存储着整个数据集的一部分。因而，当某一台redis服务器宕机了，那么也就失去了一部分数据。如果借助于redis的master-slave replication，能保证在任何一台redis不能工作情况下，仍然能够保证能够存在一个整个数据集的完全覆盖，那么整个redis group（或者称作cluster）仍然能够正常工作。

需要注意的是：

Twemproxy不会增加Redis的性能指标数据，据业界测算，使用twemproxy相比直接使用Redis会带来大约10%的性能下降。但是单个Redis进程的内存管理能力有限。据测算，单个Redis进程内存超过20G之后，效率会急剧下降。目前，建议单个Redis最好配置在8G以内；8G以上的Redis缓存需求，通过Twemproxy来提供支持。

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下面记录下Redis+Twemproxy(nutcracker)集群部署过程：

先简单看下集群架构

Twemproxy可以把多台redis server当作一台使用，扩大整个redis的容量，开发人员通过twemproxy访问这些redis servers 的时候不用关心到底去哪一台redis server读取k-v数据或者把k-v数据更新到数据集中。

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1）集群环境

182.48.115.236 twemproxy-server 安装nutcracker

182.48.115.237 redis-server1 安装redis

182.48.115.238 redis-server2 安装redis

如果在线上使用的话：

中间代理层twemproxy需要2台，并且需要结合keepalived（心跳测试）实现高可用，客户端通过vip资源访问twemproxy。

另外，后面的redis节点也都要做主从复制环境。因为twemproxy会讲数据碎片到每个redis节点上，如果节点挂了，那部分数据就没了。所以最好对每个redis节点机做主从，防止数据丢失。

这里做测试，我只使用一台twemproxy＋2个redis节点（不做主从）。

关闭三台机器的iptables防火墙和selinux

2）在两台redis机器上安装并启动redis

可以参考：http://www.cnblogs.com/kevingrace/p/6265722.html

3）在twemproxy-server机器上安装nutcracker

编译安装autoconf

[root@twemproxy-server ~]# wget http://ftp.gnu.org/gnu/autoconf/autoconf-2.69.tar.gz

[root@twemproxy-server ~]# tar -zvxf autoconf-2.69.tar.gz

[root@twemproxy-server ~]# cd autoconf-2.69

[root@twemproxy-server autoconf-2.69]# ./configure && make && make install

编译安装automake

[root@twemproxy-server ~]# wget http://ftp.gnu.org/gnu/automake/automake-1.15.tar.gz

[root@twemproxy-server ~]# tar -zvxf automake-1.15.tar.gz

[root@twemproxy-server ~]# cd automake-1.15

[root@twemproxy-server automake-1.15]# ./configure && make && make install

编译安装libtool

[root@twemproxy-server ~]# wget https://ftp.gnu.org/gnu/libtool/libtool-2.4.6.tar.gz

[root@twemproxy-server ~]# tar -zvxf libtool-2.4.6.tar.gz

[root@twemproxy-server ~]# cd libtool-2.4.6

[root@twemproxy-server libtool-2.4.6]# ./configure && make && make install

编译安装twemproxy

[root@twemproxy-server ~]# wget https://github.com/twitter/twemproxy/archive/master.zip

[root@twemproxy-server ~]# unzip master.zip

[root@twemproxy-server ~]# cd twemproxy-master

[root@twemproxy-server twemproxy-master]# aclocal

[root@twemproxy-server twemproxy-master]# autoreconf -f -i -Wall,no-obsolete //执行autoreconf 生成 configure文件等

[root@twemproxy-server twemproxy-master]# ./configure --prefix=/usr/local/twemproxy/

[root@twemproxy-server twemproxy-master]# make && make install

.................................................................................

注意：如果没有安装libtool 的话，autoreconf 的时候会报错，如下：

configure.ac:133: the top level

configure.ac:36: ERROR: possibly undefined macro: AC_PROG_LIBTOOL

If this token and others are legitimate, please use m4_pattern_allow.

See the Autoconf documentation.

autoreconf: /usr/local/bin/autoconf failed with exit status: 1

.................................................................................

twemproxy配置：

[root@twemproxy-server ~]# cd /usr/local/twemproxy/

[root@twemproxy-server twemproxy]# ls

sbin share

[root@twemproxy-server twemproxy]# cp -r /root/twemproxy-master/conf /usr/local/twemproxy/

[root@twemproxy-server twemproxy]# cd conf/

[root@twemproxy-server conf]# ls

nutcracker.leaf.yml nutcracker.root.yml nutcracker.yml

[root@twemproxy-server conf]# cp nutcracker.yml nutcracker.yml.bak

[root@twemproxy-server conf]# vim nutcracker.yml

alpha: //这个名称可以自己随意定义

listen: 182.48.115.236:22121

hash: fnv1a_64

distribution: ketama

auto_eject_hosts: true

redis: true

server_retry_timeout: 2000

server_failure_limit: 1

servers: //这里配置了两个分片

- 182.48.115.237:6379:1

- 182.48.115.238:6379:1

[root@twemproxy-server conf]# nohup /usr/local/twemproxy/sbin/nutcracker -c /usr/local/twemproxy/conf/nutcracker.yml &

[root@twemproxy-server conf]# ps -ef|grep nutcracker

root 6407 24314 0 23:26 pts/0 00:00:00 /usr/local/twemproxy/sbin/nutcracker -c /usr/local/twemproxy/conf/nutcracker.yml

root 6410 24314 0 23:26 pts/0 00:00:00 grep nutcracker

[root@twemproxy-server conf]# lsof -i:22121

commaND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME

nutcracke 6407 root 5u IPv4 155109 0t0 TCP localhost:22121 (LISTEN)

4）测试 twemproxy set/get ，后端分片查看

[root@twemproxy-server ~]# redis-cli -h 182.48.115.236 -p 22121

182.48.115.236:22121>

测试短key - value

[root@twemproxy-server ~]# redis-cli -h 182.48.115.236 -p 22121

182.48.115.236:22121> set wangshibo 666666

OK

182.48.115.236:22121> get wangshibo

"666666"

测试长key - value

182.48.115.236:22121> set huihuihuihuihuihui "hahahahahahahahhahahahahahahahhahahahahahah"

OK

182.48.115.236:22121> get huihuihuihuihuihui

"hahahahahahahahhahahahahahahahhahahahahahah"

登录两台redis节点上查看，发现已经有分片了

[root@redis-server1 ~]# redis-cli -h 182.48.115.237 -p 6379

182.48.115.237:6379> get wangshibo

"666666"

182.48.115.237:6379> get huihuihuihuihuihui

"hahahahahahahahhahahahahahahahhahahahahahah"

[root@redis-server2 ~]# redis-cli -h 182.48.115.238 -p 6379

182.48.115.238:6379> get wangshibo

"666666"

182.48.115.238:6379> get huihuihuihuihuihui

"hahahahahahahahhahahahahahahahhahahahahahah"

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