基于Twemproxy的Redis集群方案

概述

由于单台redis服务器的内存管理能力有限，使用过大内存redis服务器的性能急剧下降，且服务器发生故障将直接影响大面积业务。为了获取更好的缓存性能及扩展型，我们将需要搭建redis集群来满足需求。因redis 3.0 beta支持的集群功能不适合生产环境的使用，所以我们采用twitter正在使用的twemproxy来搭建redis缓存服务器集群，目前用户包括Pinterest、Tumblr、Twitter、Vine、Kiip、Wuaki.tv、Wanelo、Kontera、Wikimedia、Bright、56.com、Snapchat、Digg、Gawkermedia、3scale.net等。

Twemproxy是memcached和redis协议的代理服务器，并能有效减少大量连接对redis服务器的性能影响，它提供的主要特性如下:

集群架构

安装Redis

有三台服务器，一台COS1安装twemproxy，另外两台COS2，COS3安装redis。

1. 下载最新安装包：redis-2.8.9.tar.gz ， tcl-8.5.7-6.el6.x86_64.rpm ，nutcracker-0.3.0.tar.gz
2. 
3. 安装必要组件rpm：

   [root@COS2 redis-2.8.9]# yum install gcc
   [root@COS2 src]# rpm -ivh tcl-8.5.7-6.el6.x86_64.rpm

4. 安装Redis：

   [root@COS2 src]# tar xvf redis-2.8.9.tar.gz
   [root@COS2 src]# cd redis-2.8.9
   [root@COS2 redis-2.8.9]# make
   …
   Hint: To run 'make test' is a good idea ;)
   make[1]: Leaving directory `/usr/local/src/redis-2.8.9/src'
   
   [root@COS2 redis-2.8.9]# make test
   All tests passed without errors!
   
   Cleanup: may take some time... OK
   make[1]: Leaving directory `/usr/local/src/redis-2.8.9/src'
   [root@COS2 redis-2.8.9]# make install
   [root@COS2 redis-2.8.9]# cd /usr/local/bin/
   [root@COS2 bin]# ll
   total 13908
   -rwxr-xr-x. 1 root root 4170264 Apr 26 11:51 redis-benchmark
   -rwxr-xr-x. 1 root root   22185 Apr 26 11:51 redis-check-aof
   -rwxr-xr-x. 1 root root   45419 Apr 26 11:51 redis-check-dump
   -rwxr-xr-x. 1 root root 4263471 Apr 26 11:51 redis-cli
   -rwxr-xr-x. 1 root root 5726791 Apr 26 11:51 redis-server

5. 编辑redis配置文件：

   [root@COS2 redis-2.8.9]# cp redis.conf /etc/
   [root@COS2 redis-2.8.9]# vim /etc/red
   redhat-release  redis.conf
   [root@COS2 redis-2.8.9]# vim /etc/redis.conf
   
   把里面的
   daemonize no  修改成 daemonize yes

6. 启动redis服务：

   [root@COS2 redis-2.8.9]# redis-server /etc/redis.conf

7. 测试redis服务：

   [root@COS2 redis-2.8.9]# redis-cli
   127.0.0.1:6379> set kin kin
   OK
   127.0.0.1:6379> get kin

8. 同样的步骤安装其他redis服务器。

安装twemproxy

1. 安装twemproxy：

   [root@COS1 src]# tar xvf nutcracker-0.3.0.tar.gz
   [root@COS1 nutcracker-0.3.0]# cd nutcracker-0.3.0
   [root@COS1 src]#./configure
   [root@COS1 nutcracker-0.3.0]# make && make install

2. 编辑配置文件：

   [root@COS1 conf]# cd /usr/local/src/nutcracker-0.3.0/conf
   [root@COS1 conf]# cp nutcracker.yml /etc/
   [root@COS1 conf]# vim /etc/nutcracker.yml
   alpha:
     listen: 0.0.0.0:22121
     hash: fnv1a_64
     distribution: ketama
     auto_eject_hosts: true
     redis: true
     server_retry_timeout: 2000
     server_failure_limit: 1
     servers: --两台redis服务器的地址和端口
      - 10.23.22.240:6379:1
      - 10.23.22.241:6379:1

3. 测试配置文件：

   [root@COS1 nutcracker-0.3.0]# nutcracker -t /etc/nutcracker.yml
   nutcracker: configuration file 'conf/nutcracker.yml' syntax is ok

4. 启动twemproxy：

   [root@COS1 nutcracker-0.3.0]# nutcracker  --help
   This is nutcracker-0.3.0
   
   Usage: nutcracker [-?hVdDt] [-v verbosity level] [-o output file]
                     [-c conf file] [-s stats port] [-a stats addr]
                     [-i stats interval] [-p pid file] [-m mbuf size]
   
   Options:
     -h, --help             : this help
     -V, --version          : show version and exit
     -t, --test-conf        : test configuration for syntax errors and exit
     -d, --daemonize      : run as a daemon
     -D, --describe-stats   : print stats description and exit
     -v, --verbosity=N      : set logging level (default: 5, min: 0, max: 11)
     -o, --output=S         : set logging file (default: stderr)
     -c, --conf-file=S      : set configuration file (default: conf/nutcracker.yml) #配置
     -s, --stats-port=N     : set stats monitoring port (default: 22222)
     -a, --stats-addr=S     : set stats monitoring ip (default: 0.0.0.0)
     -i, --stats-interval=N : set stats aggregation interval in msec (default: 30000 msec)
     -p, --pid-file=S       : set pid file (default: off)
     -m, --mbuf-size=N      : set size of mbuf chunk in bytes (default: 16384 bytes)
   [root@COS1 nutcracker-0.3.0]# nutcracker -d -c /etc/nutcracker.yml
   [root@COS1 nutcracker-0.3.0]# ps -ef|grep nutcracker
   root     15358     1  0 02:40 ?        00:00:00 nutcracker -d -c /etc/nutcracker.yml

5. 测试twemproxy：

   [root@COS1 ~]# redis-cli -p 22121
   127.0.0.1:22121> get kin
   "kin"
   127.0.0.1:22121> set kin king
   OK
   127.0.0.1:22121> get kin
   "king"

性能测试

这里使用redis自带的redis-benchmark进行简单的性能测试，测试结果如下:

1. Set测试：
   1. 通过twemproxy测试：

      [root@COS1 src]# redis-benchmark -h 10.23.22.240 -p 22121 -c 100 -t set -d 100 -l –q

      SET: 38167.94 requests per second

   2. 直接对后端redis测试：

      [root@COS2 ~]# redis-benchmark -h 10.23.22.241 -p 6379 -c 100 -t set -d 100 -l –q

      SET: 53191.49 requests per second

2. Get测试：
   1. 通过twemproxy测试：

      [root@COS1 src]# redis-benchmark -h 10.23.22.240 -p 22121 -c 100 -t get -d 100 -l -q
      GET: 37453.18 requests per second

   2. 直接对后端redis测试：

      [root@COS2 ~]# redis-benchmark -h 10.23.22.241 -p 6379 -c 100 -t get -d 100 -l -q
      GET: 62111.80 requests per second

3. 查看键值分布：

   [root@COS2 ~]# redis-cli info|grep db0
   db0:keys=51483,expires=0,avg_ttl=0
   
   [root@COS3 ~]# redis-cli info|grep db0
   db0:keys=48525,expires=0,avg_ttl=0

测试结果:以基本的set get命令通过twemproxy性能有所下降;通过twemproxy分布基本平均。测试数据以业务测试为准。