Panduan ini menunjukkan cara men-deploy Redis Enterprise ke cluster Google Kubernetes Engine (GKE).
Redis adalah database NoSQL dalam memori open source yang terutama digunakan untuk caching. LRU memiliki replikasi bawaan, pembuatan skrip Lua, penghapusan LRU, transaksi, persistensi pada disk, dan ketersediaan tinggi.
Redis Enterprise adalah solusi tingkat perusahaan yang memperluas open source Redis dengan pengelolaan yang disederhanakan, termasuk distribusi data yang direplikasi secara geografis, penskalaan linear throughput operasi, tingkatan data, fitur keamanan lanjutan, dan banyak lagi.
Redis Enterprise memiliki harga yang berbeda untuk setiap opsi deployment, termasuk: Software, Cloud, atau Hybrid dan Multi-cloud.
Panduan ini ditujukan untuk administrator platform, arsitek cloud, dan profesional operasi yang tertarik untuk men-deploy Redis Enterprise di Google Kubernetes Engine (GKE).
Tujuan
- Merencanakan dan men-deploy infrastruktur GKE untuk Redis
- Men-deploy Operator Redis Enterprise
- Men-deploy Cluster Redis Enterprise
- Membuat Database Redis Enterprise
- Mendemonstrasikan autentikasi database
Manfaat
Redis Enterprise menawarkan manfaat berikut:
- Cara berbasis Kubernetes untuk mengelola siklus proses Redis Enterprise Cluster (REC) dan Redis Enterprise Databases (REDB)
- Pemanfaatan resource dengan menempatkan beberapa database Redis secara bersamaan dalam satu Pod Kubernetes
- Mengurangi biaya operasional dengan menangani tugas pemeliharaan rutin seperti patching dan upgrade
- Dukungan untuk image software Redis dari registry container pribadi, seperti Artifact Registry, untuk meningkatkan keamanan dan ketersediaan container
- Dukungan untuk Google Cloud Managed Service for Prometheus untuk kemampuan observasi dan pemantauan database
- Fitur keamanan yang ditingkatkan seperti enkripsi, kontrol akses, dan integrasi dengan Kubernetes RBAC (Role-Based Access Control)
- Metode autentikasi lanjutan, termasuk LDAP dan pengelola kredensial pihak ketiga seperti Vault
- Kemampuan untuk mengonfigurasi pencadangan terjadwal
Arsitektur deployment
Redis Enterprise mengelola resource Kubernetes berikut ini:
- Cluster Enterprise dan konfigurasinya dalam StatefulSet. Cluster ini terdiri dari node Redis (Pod) dengan paket Redis yang terinstal. Node ini telah menjalankan proses untuk memastikan node tersebut merupakan bagian dari cluster. Setiap node menyediakan container untuk menjalankan beberapa instance database (shard). Meskipun praktik terbaik Kubernetes menyatakan bahwa Pod harus merepresentasikan satu aplikasi dengan satu container, Redis Enterprise men-deploy beberapa database Redis ke satu container. Pendekatan ini memberikan pemanfaatan resource, performa, dan throughput jaringan yang lebih baik. Setiap container juga memiliki proxy latensi nol untuk merutekan dan mengelola traffic ke proses database Redis tertentu dalam sebuah container.
- Resource kustom
RedisEnterpriseDatabase
(REDB) yang mewakili instance database Redis yang dibuat dalam REC - Layanan Kubernetes yang melayani instance REDB sebagai endpoint database
- Pod pengontrol bernama Service Rigger yang membuat dan menghapus endpoint database saat database dibuat atau dihapus
Dalam tutorial ini, Anda membuat deployment one-to-many dengan men-deploy REC ke dalam namespace khusus dan menggunakan namespace terpisah untuk deployment aplikasi guna mendapatkan isolasi yang lebih baik.
Diagram berikut menjelaskan komponen Redis Enterprise dan cara komponen tersebut saling terhubung:
Dalam tutorial ini, Anda akan mengonfigurasi Cluster Redis Enterprise agar memiliki ketersediaan tinggi. Untuk melakukannya, REC memerlukan node dalam jumlah ganjil dan minimal tiga node. Anda juga menetapkan aturan afinitas, aturan anti-afinitas, dan taint node yang memastikan bahwa setiap node Redis ditempatkan di node Kubernetes yang berbeda dan node Redis tersebar secara merata di seluruh cluster Kubernetes.
Menggunakan beberapa node dan zona sangat penting untuk mencapai cluster GKE yang tersedia tinggi karena alasan berikut:
- Toleransi error: Beberapa node mendistribusikan beban kerja ke seluruh cluster, sehingga memastikan bahwa jika satu node gagal, node lain dapat mengambil alih tugas, sehingga mencegah periode nonaktif dan gangguan layanan.
- Skalabilitas: Memiliki beberapa node memungkinkan penskalaan horizontal dengan menambahkan atau menghapus node sesuai kebutuhan, sehingga memastikan alokasi resource yang optimal dan mengakomodasi peningkatan traffic atau permintaan beban kerja.
- Ketersediaan tinggi: Menggunakan beberapa zona dalam satu region memastikan redundansi dan meminimalkan risiko titik tunggal kegagalan. Jika seluruh zona ketersediaan mengalami pemadaman, cluster dapat terus berjalan di zona lain, sehingga menjaga ketersediaan layanan.
- Redundansi geografis: Dengan mencakup node di seluruh region, data dan layanan cluster didistribusikan secara geografis, sehingga memberikan ketahanan terhadap bencana alam, pemadaman listrik, atau gangguan lokal lainnya yang mungkin memengaruhi satu zona.
- Update dan pemeliharaan berkelanjutan: Dengan menggunakan beberapa node, Anda dapat menjalankan update dan pemeliharaan berkelanjutan pada masing-masing node tanpa memengaruhi ketersediaan cluster secara keseluruhan. Hal ini akan memastikan layanan yang berkelanjutan sekaligus memungkinkan Anda melakukan update yang diperlukan dan menerapkan patch dengan lancar.
- Perjanjian Tingkat Layanan (SLA): Google Cloud menyediakan SLA untuk deployment multi-zona, yang menjamin tingkat waktu beroperasi dan ketersediaan minimum.
Biaya
Dalam dokumen ini, Anda menggunakan komponen Google Cloud yang dapat ditagih berikut:
Untuk membuat perkiraan biaya berdasarkan proyeksi penggunaan Anda,
gunakan kalkulator harga.
Setelah menyelesaikan tugas yang dijelaskan dalam dokumen ini, Anda dapat menghindari penagihan berkelanjutan dengan menghapus resource yang Anda buat. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, lihat Pembersihan.
Sebelum memulai
- Login ke akun Google Cloud Anda. Jika Anda baru menggunakan Google Cloud, buat akun untuk mengevaluasi performa produk kami dalam skenario dunia nyata. Pelanggan baru juga mendapatkan kredit gratis senilai $300 untuk menjalankan, menguji, dan men-deploy workload.
- Menginstal Google Cloud CLI.
-
Untuk initialize gcloud CLI, jalankan perintah berikut:
gcloud init
-
Buat atau pilih project Google Cloud.
-
Membuat project Google Cloud:
gcloud projects create PROJECT_ID
Ganti
PROJECT_ID
dengan nama untuk project Google Cloud yang Anda buat. -
Pilih project Google Cloud yang Anda buat:
gcloud config set project PROJECT_ID
Ganti
PROJECT_ID
dengan nama project Google Cloud Anda.
-
-
Pastikan penagihan telah diaktifkan untuk project Google Cloud Anda.
-
Aktifkan API Compute Engine, IAM, GKE, and Resource Manager:
gcloud services enable compute.googleapis.com
iam.googleapis.com container.googleapis.com cloudresourcemanager.googleapis.com - Menginstal Google Cloud CLI.
-
Untuk initialize gcloud CLI, jalankan perintah berikut:
gcloud init
-
Buat atau pilih project Google Cloud.
-
Membuat project Google Cloud:
gcloud projects create PROJECT_ID
Ganti
PROJECT_ID
dengan nama untuk project Google Cloud yang Anda buat. -
Pilih project Google Cloud yang Anda buat:
gcloud config set project PROJECT_ID
Ganti
PROJECT_ID
dengan nama project Google Cloud Anda.
-
-
Pastikan penagihan telah diaktifkan untuk project Google Cloud Anda.
-
Aktifkan API Compute Engine, IAM, GKE, and Resource Manager:
gcloud services enable compute.googleapis.com
iam.googleapis.com container.googleapis.com cloudresourcemanager.googleapis.com -
Berikan peran ke Akun Google Anda. Jalankan perintah berikut satu kali untuk setiap peran IAM berikut:
roles/compute.securityAdmin, roles/compute.viewer, roles/container.clusterAdmin, roles/container.admin, roles/iam.serviceAccountAdmin, roles/iam.serviceAccountUser
gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:EMAIL_ADDRESS" --role=ROLE
- Ganti
PROJECT_ID
dengan project ID Anda. - Ganti
EMAIL_ADDRESS
dengan alamat email Anda. - Ganti
ROLE
dengan setiap peran individual.
- Ganti
Menyiapkan lingkungan Anda
Dalam tutorial ini, Anda akan menggunakan Cloud Shell untuk mengelola resource yang dihosting di Google Cloud. Cloud Shell dilengkapi dengan software bawaan yang Anda perlukan untuk tutorial ini, termasuk kubectl
, gcloud CLI, dan Terraform.
Untuk menyiapkan lingkungan Anda dengan Cloud Shell, ikuti langkah-langkah berikut:
Luncurkan sesi Cloud Shell dari konsol Google Cloud, dengan mengklik Aktifkan Cloud Shell di konsol Google Cloud. Tindakan ini akan meluncurkan sesi di panel bawah konsol Google Cloud.
Menetapkan variabel lingkungan:
export PROJECT_ID=PROJECT_ID export KUBERNETES_CLUSTER_PREFIX=redis export REGION=us-central1
Ganti
PROJECT_ID
: Google Cloud Anda dengan project ID.Buat clone repositori GitHub:
git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
Ubah ke direktori kerja:
cd kubernetes-engine-samples/databases/redis-enterprise-operator
Membuat infrastruktur cluster
Di bagian ini, Anda akan menjalankan skrip Terraform untuk membuat VPC dan cluster GKE regional yang bersifat pribadi dan sangat tersedia.
Diagram berikut menunjukkan cluster GKE Standard regional pribadi yang di-deploy ke tiga zona yang berbeda:
Untuk men-deploy infrastruktur ini, jalankan perintah berikut dari Cloud Shell:
cd terraform/gke-standard
export GOOGLE_OAUTH_ACCESS_TOKEN=$(gcloud auth print-access-token)
terraform init
terraform apply -var project_id=${PROJECT_ID} \
-var region=${REGION} \
-var cluster_prefix=${KUBERNETES_CLUSTER_PREFIX}
Saat diminta, ketik yes
. Anda mungkin perlu menunggu beberapa menit agar perintah ini selesai
dan cluster akan menampilkan status siap.
Terraform membuat resource berikut:
- Jaringan VPC dan subnet pribadi untuk node Kubernetes
- {i>Router<i} untuk mengakses internet melalui NAT
- Cluster GKE pribadi di region
us-central1
- Satu kumpulan node dengan penskalaan otomatis diaktifkan (Satu hingga dua node per zona, minimum satu node per zona)
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
...
Apply complete! Resources: 14 added, 0 changed, 0 destroyed.
...
Hubungkan ke cluster
Dengan Cloud Shell, konfigurasikan kubectl
untuk berkomunikasi dengan cluster:
gcloud container clusters get-credentials ${KUBERNETES_CLUSTER_PREFIX}-cluster --region ${REGION}
Men-deploy operator Redis Enterprise ke cluster Anda
Di bagian ini, Anda akan men-deploy operator Redis Enterprise ke cluster Kubernetes Anda.
Buat namespace untuk REC dan aplikasinya:
kubectl create namespace rec-ns kubectl create namespace application
Beri label pada namespace:
kubectl label namespace rec-ns connection=redis kubectl label namespace application connection=redis
Dapatkan paket Redis Enterprise Operator versi terbaru:
VERSION=`curl --silent https://api.github.com/repos/RedisLabs/redis-enterprise-k8s-docs/releases/latest | grep tag_name | awk -F'"' '{print $4}'`
Instal operator Redis Enterprise:
kubectl apply -n rec-ns -f https://raw.githubusercontent.com/RedisLabs/redis-enterprise-k8s-docs/$VERSION/bundle.yaml
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
role.rbac.authorization.k8s.io/redis-enterprise-operator created rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/redis-enterprise-operator created serviceaccount/redis-enterprise-operator created service/admission created customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/redisenterpriseclusters.app.redislabs.com created customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/redisenterprisedatabases.app.redislabs.com created customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/redisenterpriseremoteclusters.app.redislabs.com created customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/redisenterpriseactiveactivedatabases.app.redislabs.com created deployment.apps/redis-enterprise-operator created
Men-deploy Cluster Redis Enterprise
Terapkan manifes ke cluster Anda:
kubectl apply -n rec-ns -f manifests/01-basic-cluster/rec.yaml
Mungkin perlu waktu beberapa menit untuk menyelesaikan perintah.
Periksa status deployment REC:
kubectl get rec -n rec-ns
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
NAME NODES VERSION STATE SPEC STATUS LICENSE STATE SHARDS LIMIT LICENSE EXPIRATION DATE AGE gke-rec 3 7.2.4-52 Running Valid Valid 4 2023-09-29T20:15:32Z 4m7s
Cluster siap saat
STATE
adalahRUNNING
.
Opsional: Mengonfigurasi pengontrol penerimaan
Anda dapat mengonfigurasi infrastruktur untuk validasi database saat deployment.
Siapkan pengontrol penerimaan dan periksa apakah Secret tls penerimaan ada:
kubectl get secret admission-tls -n rec-ns
Dapatkan sertifikat:
export CERT=$(kubectl get secret admission-tls -n rec-ns -o jsonpath='{.data.cert}')
Salin sertifikat ke dalam file
webhook.yaml
:sed -i -e 's/CRT/'$CERT'/g' manifests/01-basic-cluster/webhook.yaml
Deploy webhook validasi:
sed -i -e 's/CRT/'$CERT'/g' manifests/01-basic-cluster/webhook.yaml
Pengontrol penerimaan memvalidasi sintaksis database pada namespace berlabel.
Verifikasi pengontrol penerimaan dengan membuat database yang tidak berfungsi:
kubectl apply -n rec-ns -f - << EOF apiVersion: app.redislabs.com/v1alpha1 kind: RedisEnterpriseDatabase metadata: name: redis-enterprise-database spec: evictionPolicy: illegal EOF
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
Error from server: error when creating "STDIN": admission webhook "redisenterprise.admission.redislabs" denied the request: 'illegal' is an invalid value for 'eviction_policy'. Possible values are ['volatile-lru', 'volatile-ttl', 'volatile-random', 'allkeys-lru', 'allkeys-random', 'noeviction', 'volatile-lfu', 'allkeys-lfu']
Membuat namespace
Secara default, Operator Redis Enterprise tidak memiliki hak istimewa untuk melakukan tindakan di luar namespace-nya sendiri. Agar Operator Redis Enterprise dapat membuat REDB dan endpoint database di namespace lain, Anda harus mengonfigurasi RBAC.
Terapkan peran dan binding peran yang sesuai dalam namespace aplikasi:
kubectl apply -f manifests/01-basic-cluster/role.yaml -n application kubectl apply -f manifests/01-basic-cluster/role-binding.yaml -n application
Buat peran cluster dan binding peran cluster di namespace
rec-ns
:kubectl apply -n rec-ns -f manifests/01-basic-cluster/cluster_role.yaml kubectl apply -n rec-ns -f manifests/01-basic-cluster/cluster_role_binding.yaml
Edit REC ConfigMap untuk menambahkan kontrol atas namespace aplikasi:
kubectl patch ConfigMap/operator-environment-config --type merge -p '{"data": {"REDB_NAMESPACES_LABEL": "connection=redis"}}' -n rec-ns
Setiap namespace yang diberi label sebagai ConfigMap di-patch.
Periksa status resource dalam infrastruktur Redis Anda dalam namespace
rec-ns
:.kubectl get pod,deploy,svc,rec,statefulset,cm,secrets -n rec-ns
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE pod/gke-rec-0 2/2 Running 0 172m pod/gke-rec-1 2/2 Running 0 171m pod/gke-rec-2 2/2 Running 0 168m pod/gke-rec-services-rigger-5f885f59dc-gc79g 1/1 Running 0 172m pod/redis-enterprise-operator-6668ccd8dc-kx29z 2/2 Running 2 (5m58s ago) 5h NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE deployment.apps/gke-rec-services-rigger 1/1 1 1 172m deployment.apps/redis-enterprise-operator 1/1 1 1 5h NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE service/admission ClusterIP 10.52.11.13 <none> 443/TCP 5h service/gke-rec ClusterIP 10.52.5.44 <none> 9443/TCP,8001/TCP 172m service/gke-rec-prom ClusterIP None <none> 8070/TCP 172m service/gke-rec-ui ClusterIP 10.52.3.29 <none> 8443/TCP 172m NAME NODES VERSION STATE SPEC STATUS LICENSE STATE SHARDS LIMIT LICENSE EXPIRATION DATE AGE redisenterprisecluster.app.redislabs.com/gke-rec 3 7.2.4-52 Running Valid Valid 4 2023-10-05T11:07:20Z 172m NAME READY AGE statefulset.apps/gke-rec 3/3 172m NAME DATA AGE configmap/gke-rec-bulletin-board 1 172m configmap/gke-rec-health-check 5 172m configmap/kube-root-ca.crt 1 5h2m configmap/operator-environment-config 1 5h NAME TYPE DATA AGE secret/admission-tls Opaque 2 5h secret/gke-rec Opaque 2 172m
Men-deploy Database Redis Enterprise
Buat Database Redis Enterprise di namespace aplikasi:
kubectl apply -f manifests/01-basic-cluster/a-rdb.yaml -n application
Periksa status REDB:
kubectl get redb --all-namespaces
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
NAMESPACE NAME VERSION PORT CLUSTER SHARDS STATUS SPEC STATUS AGE application app-db 7.2.0 12999 gke-rec 1 active Valid 15s
Pastikan Layanan untuk setiap REDB berjalan:
kubectl get svc --all-namespaces
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
NAMESPACE NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE application app-db ExternalName <none> redis-12999.rec-ns.svc.cluster.local 12999/TCP 72m
Pastikan bahwa Secret telah dibuat:
kubectl get secrets -n application
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
NAME TYPE DATA AGE redb-app-db Opaque 3 96m
Mengautentikasi menggunakan sandi
Anda dapat terhubung ke REDB menggunakan Pod dengan redis-cli
di namespace
aplikasi. Pod klien menggunakan rahasia yang tersedia di namespace aplikasi (REDB) untuk membuat koneksi.
Database yang dibuat dengan REDB Resource Kustom hanya mendukung autentikasi sandi tanpa ACL.
Membuat Pod klien:
kubectl apply -n application -f manifests/03-auth/client_pod.yaml
Menghubungkan ke Pod klien:
kubectl exec -n application -i -t redis-client -c redis-client -- /bin/sh
Hubungkan ke database:
redis-cli -h $SERVICE -p $PORT --pass $PASS
Buat kunci:
SET mykey "Hello World"
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
OK
Dapatkan kuncinya:
GET mykey
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
"Hello World"
Keluar dari shell Pod
exit
Pahami cara Prometheus mengumpulkan metrik untuk cluster Redis Anda
Diagram berikut menunjukkan cara kerja pengumpulan metrik Prometheus:
Dalam diagram, cluster pribadi GKE berisi:
- Pod Redis yang mengumpulkan metrik di jalur
/
dan port8070
- Kolektor berbasis Prometheus yang memproses metrik dari Pod Redis
- Resource
PodMonitoring
yang mengirimkan metrik ke Cloud Monitoring
Operator Redis Enterprise mengekspos metrik cluster dalam format Prometheus.
Buat Deployment Metrics-proxy:
kubectl apply -n rec-ns -f manifests/02-prometheus-metrics/metrics-proxy.yaml
Karena operator hanya menyediakan endpoint HTTPS dengan sertifikat yang ditandatangani sendiri dan resource
PodMonitoring
tidak mendukung penonaktifan verifikasi sertifikat TLS, Anda menggunakan Podmetrics-proxy
sebagai reverse proxy untuk endpoint ini guna menampilkan metrik di port HTTP.Buat resource PodMonitoring untuk menyalin metrik menurut
labelSelector
:kubectl apply -n rec-ns -f manifests/02-prometheus-metrics/pod-monitoring.yaml
Di konsol Google Cloud, buka halaman Dasbor Cluster GKE.
Dasbor menampilkan rasio penyerapan metrik yang bukan nol.
Membuat Dasbor
Anda dapat melihat metrik dengan membuat dasbor.
Buat dasbor:
gcloud --project "${PROJECT_ID}" monitoring dashboards create --config-from-file monitoring/dashboard.json
Outputnya mirip dengan hal berikut ini:
Created [f4efbe4e-2605-46b4-9910-54b13d29b3be].
Di Konsol Google Cloud, buka halaman Dashboards.
Buka dasbor Redis Enterprise Cluster. Mungkin perlu waktu beberapa menit hingga dasbor menyediakannya secara otomatis.
Memverifikasi metrik yang diekspor
Untuk memverifikasi metrik, buat database baru dan periksa metrik.
Buka dasbor Redis Enterprise Cluster.
Buat database Redis tambahan:
kubectl apply -n rec-ns -f manifests/02-prometheus-metrics/c-rdb.yaml
Jumlah Database di dasbor akan diperbarui.
Buat Pod klien untuk terhubung ke database baru:
kubectl apply -n rec-ns -f manifests/02-prometheus-metrics/client_pod.yaml
Hubungkan ke Pod klien dan siapkan variabel:
kubectl exec -it redis-client-c -n rec-ns -- /bin/bash
Gunakan alat
redis-cli
untuk membuat kunci baru:for i in {1..50}; do \ redis-cli -h $SERVICE -p $PORT -a $PASS \ --no-auth-warning SET mykey-$i "myvalue-$i"; \ done
Muat ulang halaman dan amati bahwa grafik telah diperbarui untuk menampilkan status database yang sebenarnya.
Keluar dari shell Pod
exit
Pembersihan
Menghapus project
Menghapus project Google Cloud:
gcloud projects delete PROJECT_ID
Menghapus resource satu per satu
Menetapkan variabel lingkungan.
export PROJECT_ID=${PROJECT_ID} export KUBERNETES_CLUSTER_PREFIX=redis export REGION=us-central1
Jalankan perintah
terraform destroy
:export GOOGLE_OAUTH_ACCESS_TOKEN=$(gcloud auth print-access-token) cd terraform/gke-standard terraform destroy -var project_id=${PROJECT_ID} \ -var region=${REGION} \ -var cluster_prefix=${KUBERNETES_CLUSTER_PREFIX}
Saat diminta, ketik
yes
.Temukan semua disk yang tidak terpasang:
export disk_list=$(gcloud compute disks list --filter="-users:* AND labels.name=${KUBERNETES_CLUSTER_PREFIX}-cluster" --format "value[separator=|](name,zone)")
Hapus disk:
for i in $disk_list; do disk_name=$(echo $i| cut -d'|' -f1) disk_zone=$(echo $i| cut -d'|' -f2|sed 's|.*/||') echo "Deleting $disk_name" gcloud compute disks delete $disk_name --zone $disk_zone --quiet done
Hapus repositori GitHub:
rm -r ~/kubernetes-engine-samples/
Langkah selanjutnya
- Pelajari arsitektur referensi, diagram, dan praktik terbaik tentang Google Cloud. Lihat Cloud Architecture Center kami.