كيف تضبط خواديم Redis متعددة على أوبنتو 14.04

Redis عبارة عن نظام تخزين مؤقّت cache بنمط مفتاح-قيمة key-value مفتوح المصدر.

إن كنت ترغب في استخدام Redis على بيئة الإنتاج الخاصة بك، فإن نسخ بياناتك على خادومين على الأقل يُعتبر من بين أفضل الممارسات (best practices)، تتيح الوفرة الاسترداد في حالة فشل البيئة، ما يُعتبر مهمّا عند نمو قاعدة مستخدمي تطبيقك.

بنهاية هذا الدرس، سنضبط خادومي Redis كالتالي:

• خادوم Redis للمتبوع/السيد (master server)
• خادوم Redis للتّابع (slave server)

سنشرح كذلك كيفيّة الانتقال إلى خادوم التّابع وضبطه كسيّدِِ مؤقّت.

لك كامل الحريّة في ضبط أكثر من خادوم واحد خاص بالتابع.

هذا الدرس يركز على ضبط عنقود تابع ومتبوع خاص بـredis، لتعلم المزيد عن Redis بشكل عام واستخدامه الأساسي كقاعدة بيانات، ألق نظرة على هذا الدرس.

المتطلبات

في حين سيعمل هذا على إصدارات أقدم وتوزيعات لينكس أخرى، لكن ننصح باستعمال نظام أوبنتو 14.04.

سنعتمد على:

• نظام أوبنتو Ubuntu 14.04 LTS.
• خادومين، بأي حجم تريد، واحد متبوع وآخر أو أكثر للتّوابع.
• ادخل إلى خواديمك عبر SSH مع مستخدم غير جدري مع صلاحيّات sudo كما هو مبيّن في الإعداد الابتدائي لخادوم أوبنتو 14.04 .

الخطوة الأولى: تثبيت Redis

سنبدأ مع الخادوم الذي سيستضيف المتبوع/السّيّد، وأول خطوة هي تثبيت Redis. أولا نحتاج إلى إضافة مستودع Redis الخاص بـ Chris Lea (كما جرت عليه العادة، توخ الحذر عند إضافة مستودعات طرف ثالث، نستخدم هذا المستودع لأن صاحبه حسنُ السمعة):

sudo add-apt-repository ppa:chris-lea/redis-server

اضغط ENTER لقبول المستودع.

شغل الأمر التالي لتحديث الحزم:

sudo apt-get update

ثبت خادوم Redis:

sudo apt-get update

تأكد أنّ Redis مُشغل وقيد التنفيذ:

redis-benchmark -q -n 1000 -c 10 -P 5

الأمر أعلاه يخبر بأننا نريد تشغيل الأمر redis-benchmark في وضع صامت، مع 1000 طلبات إجماليّة، 10 اتصالات موازية، و 5 طلبات أنابيب. للمزيد من المعلومات عن هذا الأمر، شغّل الأمر redis-benchmark –help على الطرفيّة لتظهر لك معلومات وأمثلة حول الأمر.

بعد انتهاء العمليّة، يجب أن ترى مُخرجات تبدو كالتالي:

PING_INLINE: 166666.67 requests per second
PING_BULK: 249999.98 requests per second
SET: 249999.98 requests per second
GET: 499999.97 requests per second
INCR: 333333.34 requests per second
LPUSH: 499999.97 requests per second
LPOP: 499999.97 requests per second
SADD: 499999.97 requests per second
SPOP: 499999.97 requests per second
LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 499999.97 requests per second
LRANGE_100 (first 100 elements): 111111.12 requests per second
LRANGE_300 (first 300 elements): 27777.78 requests per second
LRANGE_500 (first 450 elements): 8333.33 requests per second
LRANGE_600 (first 600 elements): 6369.43 requests per second
MSET (10 keys): 142857.14 requests per second

الخطوة الثانية: ضبط Redis المتبوع

الآن بما أن Redis قيد التنفيذ على العنقود المتكون من الخادومين، يجب علينا تعديل ملفات الإعدادات. كما سنرى، هناك اختلافات طفيفة بين ضبط الخادوم المتبوع والتابع.

لنبدأ أولا مع المتبوع master.

افتح الملف etc/redis/redis.conf/ باستخدام محرر النصوص المُفضّل لديك:

sudo nano /etc/redis/redis.conf

وعدّل الأسطر التّالية:

ضع قيمة معقولة لمؤقّت الإبقاء على قيد الحياة KeepAlive للـTCP:

tcp-keepalive 60

اجعل الخادوم متاحا للجميع على الويب بجعل هذا السّطر كتعليق (أو بحذفه):

#bind 127.0.0.1

بحكم طبيعة Redis وسرعاتها العاليّة قد ينفذ مهاجم هجوم القوة الغاشمة Brute force على كلمة المرور. لذلك ننصح إزالة تعليق سطر requirepass وإضافة كلمة مرور معقّدة (أو من الأفضل أن تكون جملة مرور معقدة):

requirepass your_redis_master_password

على حسب سيناريو استخدامك، قد ترغب في تعديل السّطر التالي أو لا. لغرض هذا الدرس ، نفترض أن حذف أي مفتاح key deletion ممنوع. قم بإزالة التعليق عن هذا السّطر واضبطه كالتالي:

maxmemory-policy noeviction

أخيرا، سنقوم بالتعديلات التاليّة، وهي مطلوبة للنسخ الاحتياطي للبيانات. أزل التعليق/أو اضبط هذه الأسطر كالتالي:

appendonly yes
appendfilename redis-staging-ao.aof

احفظ التغييرات.

أعد تشغيل خدمة Redis لإعادة تحميل تعديلات الضبط التي قمنا بها.

sudo service redis-server restart

إذا أردت، يُمكنك إضافة بعض المحتوى إلى قاعدة بيانات المتبوع من خلال اتباع قسم أوامر Redis في هذا الدرس. حتى نتمكن من معرفة كيفية نسخه إلى الخادوم التابع.

الآن وبعد أن جهزنا خادوم المتبوع أو السيّد، لننتقل إلى خادوم التابع.

الخطوة الثالثة: إعداد Redis التابع

نحتاج للقيام ببعض التعديلات التي ستسمح لخادوم التابع بالاتّصال مع المتبوع:

افتح الملف etc/redis/redis.conf/ بمحررك المُفضل:

sudo nano /etc/redis/redis.conf

عدّل الأسطر التالية، بعض الإعدادات ستكون تماما مثل الإعدادات الخاصة بالمتبوع.

اجعل الخادوم متاحا للجميع على الويب بتحويل هذا السطر إلى تعليق (عبر إضافة # إلى بدايته):

#bind 127.0.0.1

يحتاج التابع كذلك إلى كلمة مرور لنستطيع إعطاء الأوامر له (مثل INFO). أزل التعليق عن هذا السطر وضع كلمة سر للخادوم:

requirepass your_redis_slave_password

أزل التعليق عن هذا السطر وضع عنوان IP الخاص بالمتبوع، متبوعا برقم المنفذ المضبوط على الخادوم. افتراضيّا يكون الرقم 6379 هو رقم المنفذ:

SLAVEOF your_redis_master_ip 6379

تأكد من تغيير your_redis_master_ip إلى عنوان IP الخاص بالمتبوع.

احفظ الآن هذه التغييرات، واخرج من الملف. ومن ثم، أعد تشغيل الخدمة كما فعلنا مع خادوم المتبوع:

sudo service redis-server restart

هذا الأمر سيعيد ضبط Redis وسيحمل الملفات التي عدّلناها.

اتصل بـredis:

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

استوثق بكلمة المرور الخاصة بالتابع:

AUTH your_redis_slave_password

لقد شغّلنا الآن عنقود Redis يعمل كتابع ومتبوع، مع ضبط كل من الخادومين بشكل صحيح.

الخطوة الرابعة: تحقق من نسخ التابع-المتبوع

سيسمح لنا اختبار هذا التّنصيب فهم كيفية تصرف خوادم Redis بشكل أفضل، عندما نرغب في بداية برمجة الحماية من الفشل. ما سنفعله الآن هو التحقق من أن الإعدادات تعمل بشكل صحيح، وأن المتبوع يتواصل مع التابع بشكل صحيح.

أولا، نتصل بـredis عبر الطرفيّة، على خادوم المتبوع:

اتّصل أولا بالنموذج المحليّ، مع استعمال المنفذ الافتراضي 6379. إذا كنت قد غيّرت المنفذ، فغير الأمر بما يناسب:

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

الآن، استوثق مع Redis باستعمال كلمة المرور التي وضعتها عند ضبط المتبوع:

AUTH your_redis_master_password

يجب عليك أن تحصل على OK كمُخرج. الآن، كل ما عليك فعله هو تنفيذ الأمر:

INFO

سترى كلّ ما تحتاج معرفته عن خادوم المتبوع. ما يهمنا هو القسم Replication# والذي يجب أن تبدو كالمخرجات التاليّة:

. . .

# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=111.111.111.222,port=6379,state=online,offset=407,lag=1
master_repl_offset:407
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:2
repl_backlog_histlen:406

. . .

لاحظ سطر connected_slaves:1، الذي يخبرنا بأن نموذج التابع يتواصل مع الخادوم المتبوع. كما يُمكنك ملاحظة أنّنا حصلنا على عنوان IP الخاص بالتابع، وكذلك المنفذ، الحالة، ومعلومات أخرى.

الآن لنلق نظرة على قسم Replication# في الخادوم الخاص بالتابع، العمليّة نفسها التي قمنا بها مع المتبوع، ادخل إلى Redis، طبق الأمر INFO، وانظر إلى المُخرجات:

. . .

# Replication
role:slave
master_host:111.111.111.111
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:1401
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_repl_offset:0
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

. . .

يُمكننا ملاحظة أن هذا الخادوم يقوم بدور التابع، وأنه يتواصل مع خادوم Redis المتبوع، ولا يملك أي توابع خاصة به.

الخطوة الخامسة: التبديل إلى التابع

بناء هذه الهندسة يعني أننا نريد التعامل مع الأخطاء والفشل بطريقة يُمكننا التأكد بها من سلامة البيانات وفي أقل وقت توقف ممكن لتطبيقنا. يُمكن لأي تابع أن يرتقي ليصبح متبوعا. أولا، لنختبر التبديل بشكل يدوي.

على خادوم التابع، يجب أن نتصل مع نموذج Redis:

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

الآن قم بالاستيثاق مع Redis باستخدام كلمة المرور التي استخدمتها عند ضبط التابع.

AUTH your_redis_slave_password

قم بإنهاء دور التابع:

SLAVEOF NO ONE

يجب الحصول على OK كمُخرج. الآن، نفذ الأمر:

INFO

قسم Replication# في الرد يجب أن يبدو كالمخرجات التاليّة:

. . .

# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_repl_offset:1737
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

. . .

كما هو متوقع، فقد تحول التابع إلى متبوع، وهو الآن جاهز لقبول اتّصالات من خوادم أخرى (إذا كانت موجودة). يُمكننا استعماله كمخزن نسخ احتيّاطي مؤقّت أثناء إصلاح الأخطاء في المتبوع الأصلي.

إذا كنت تمتلك عدة توابع مُعتمدة على المتبوع الرئيسي، فسيتوجب عليك توجيههم إلى المتبوع الجديد.

يُمكن القيّام بذلك بسهولة، بالخطوات التاليّة التي يجب تطبيقها في حال كُشِف عن أيّ أخطاء.

• من التطبيق، أرسل جميع الطلبات لـredis إلى خادوم تابع.
• على هذا التابع، نفّذ الأمر SLAVEOF NO ONE. منذ النسخة 1.0.0 من Redis هذا الأمر يُخبر التابع بالتوقف عن نسخ البيانات، والبداية في التصرف كخادوم متبوع.
• على جميع التابعين المتبقّين (إذا كانوا موجودين)، تشغيل الأمر SLAVEOF hostname port سيوجههم للتوقف عن النسخ من المتبوع القديم، وتجاهل البيانات، والبداية في النسخ من المتبوع الجديد. تأكد من تغيير hostname و port بالمعلومات المناسبة من المتبوع الجديد.
• بعد حل المشكلة، قد يرجع المتبوع القديم كمتبوع رئيسي، إذا كانت الإعدادات الخاصّة بك تتطلّب ذلك.

هناك العديد من الطرق الممكنة لتنفيذ الخطوات أعلاه. ومع ذلك، الأمر يعود لك لتنفيذ أي حل تراه ملائما لبيئتك، وتأكد من اختبارها قبل أن يحدث أي فشل حقيقي.

الخطوة السادسة: إعادة الاتصال بالمتبوع الأصلي

لنرجع الاتصال بالمتبوع الأصلي. على الخادوم التابع ادخل إلى Redis وشغل الأمر التالي:

SLAVEOF your_redis_master_ip 6379

تأكد من تغيير your_redis_master_ip إلى عنوان IP الخاص بالمتبوع

إذا قمت بتشغيل الأمر INFO مجددا، يجب أن تلاحظ أنّنا عدنا إلى الإعدادات الأصليّة.

في الختام

لقد قمنا بإعداد بيئة مكونة من خادومين بنجاح، واحد يتصرف كمتبوع Redis والآخر ينسخ البيانات كتابع. بهذه الطريقة، إذا كان خادوم المتبوع يعاني من أي أخطاء أو فقد بياناتنا علي، فقد تعلمنا كيفية تبديل تابع ليصبح متبوعا كاحتياط إلى حين إصلاح المشكلة.

الخطوات التالية تتعلق ببرمجة إجراء الحماية من الخطأ التلقائي، أو ضمان اتصالات آمنة بين جميع خوادمك باستعمال حلول VPN مثل OpenVPN أو Tinc، اختبار الإجراءات والسكربتات للتحقق من صحة إعداداتك.

إضافة إلى ذلك، يجب عليك اتخاذ احتياطات عند نشر مثل هذه لإعدادات على بيئات الإنتاج. يجب أن تدرس توثيق Redis ويجب أن تفهم جيدا أي من نماذج الأمان هي الملائمة لتطبيقك. نستعمل عادة Redis كمَخزن للجلسة، وما يحتويه من معلومات قد يكون ذا قيمة لمهاجم ما. الممارسة الشائعة هي أن تمتلك هذه الخواديم إمكانية وصول فقط عبر شبكة خاصة private network.

هذه نقطة بداية بسيطة عن كيفية بناء مخزن بيانات خاص بك؛ وليس درسا شاملا عن ضبط Redis لاستخدام هندسة تابع-متبوع. إذا كان هناك أي شيء كنت ترغب في تغطيّته في هذا الدرس، اترك تعليقات أسفله، ولمزيد من المعلومات عن هذا الموضوع، فإن قسم أسئلة DevOps بالأكاديمية تعتبر أماكن جيّدة لتبدأ منها.

ترجمة -وبتصرّف- للمقال How To Configure a Redis Cluster on Ubuntu 14.04 لصاحبه Florin Dobre.