Redis Cluster集群详介绍和伪集群搭建

1 什么是Redis-Cluster

为何要搭建Redis集群。Redis是在内存中保存数据的，而我们的电脑一般内存都不大，这也就意味着Redis不适合存储大数据，适合存储大数据的是Hadoop生态系统的Hbase或者是MogoDB。Redis更适合处理高并发，一台设备的存储能力是很有限的，但是多台设备协同合作，就可以让内存增大很多倍，这就需要用到集群。

Redis集群搭建的方式有多种，例如使用客户端分片、Twemproxy、Codis等，但从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，它是Redis官方提出的解决方案，Redis-Cluster采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。其redis-cluster架构图如下：

客户端与 redis 节点直连,不需要中间 proxy 层.客户端不需要连接集群所有节点连接集群中任何一个可用节点即可。

所有的 redis 节点彼此互联(PING-PONG 机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.

1.2分布存储机制-槽

（1）redis-cluster 把所有的物理节点映射到[0-16383]slot 上,cluster 负责维护

node<->slot<->value

（2）Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。

例如三个节点：槽分布的值如下：

SERVER1:  0-5460

SERVER2:  5461-10922

SERVER3:  10923-16383

1.3容错机制-投票

（1）选举过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与故障节点通信超过(cluster-node-timeout),认为该节点故障，自动触发故障转移操作. 故障节点对应的从节点自动升级为主节点

（2）什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?

如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态.

2搭建Redis-Cluster

2.1搭建要求

需要 6 台 redis 服务器。搭建伪集群。

需要 6 个 redis 实例。

需要运行在不同的端口 7001-7006

2.2准备工作

（1）安装gcc 【此步省略】

Redis 是 c 语言开发的。安装 redis 需要 c 语言的编译环境。如果没有 gcc 需要在线安装。

yum install gcc-c++

（2）使用yum命令安装 ruby （我们需要使用ruby脚本来实现集群搭建）【此步省略】

yum install ruby

yum install rubygems

（3）将redis源码包上传到 linux 系统，解压redis源码包

（4）编译redis源码，进入redis源码文件夹

make

看到以下输出结果，表示编译成功

（5）创建目录/usr/local/redis-cluster目录，安装6个redis实例，分别安装在以下目录

/usr/local/redis-cluster/redis-

/usr/local/redis-cluster/redis-

/usr/local/redis-cluster/redis-

/usr/local/redis-cluster/redis-

/usr/local/redis-cluster/redis-

/usr/local/redis-cluster/redis-

以第一个redis实例为例，命令如下

make install PREFIX=/usr/local/redis-cluster/redis-1

出现此提示表示成功，按此方法安装其余5个redis实例

（6）复制配置文件将 /redis-3.0.0/redis.conf 复制到redis下的bin目录下

[root@localhost redis-3.0.0]# cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/redis-1/bin

[root@localhost redis-3.0.0]# cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/redis-2/bin

[root@localhost redis-3.0.0]# cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/redis-3/bin

[root@localhost redis-3.0.0]# cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/redis-4/bin

[root@localhost redis-3.0.0]# cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/redis-5/bin

[root@localhost redis-3.0.0]# cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/redis-6/bin

2.3配置集群

（1）修改每个redis节点的配置文件redis.conf

修改运行端口为7001 （7002 7003 .....）

将cluster-enabled yes 前的注释去掉(632行)

（2）启动每个redis实例

以第一个实例为例，命令如下

cd /usr/local/redis-cluster/redis-1/bin/

./redis-server redis.conf

把其余的5个也启动起来，然后查看一下是不是都启动起来了

[root@localhost ~]# ps -ef | grep redis

root     15776 15775  0 08:19 pts/1    00:00:00 ./redis-server *:7001 [cluster]

root     15810 15784  0 08:22 pts/2    00:00:00 ./redis-server *:7002 [cluster]

root     15831 15813  0 08:23 pts/3    00:00:00 ./redis-server *:7003 [cluster]

root     15852 15834  0 08:23 pts/4    00:00:00 ./redis-server *:7004 [cluster]

root     15872 15856  0 08:24 pts/5    00:00:00 ./redis-server *:7005 [cluster]

root     15891 15875  0 08:24 pts/6    00:00:00 ./redis-server *:7006 [cluster]

root     15926 15895  0 08:24 pts/7    00:00:00 grep redis

（3）上传redis-3.0.0.gem ，安装 ruby用于搭建redis集群的脚本。

[root@localhost ~]# gem install redis-3.0.0.gem

Successfully installed redis-3.0.0

1 gem installed

Installing ri documentation for redis-3.0.0...

Installing RDoc documentation for redis-3.0.0...

进入redis源码目录中的src目录执行下面的命令

（4）使用 ruby 脚本搭建集群。

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.25.140:7001 192.168.25.140:7002 192.168.25.140:7003

192.168.25.140:7004 192.168.25.140:7005 192.168.25.140:7006

出现下列提示信息

>>> Creating cluster

Connecting to node 192.168.25.140:: OK

Connecting to node 192.168.25.140:: OK

Connecting to node 192.168.25.140:: OK

Connecting to node 192.168.25.140:: OK

Connecting to node 192.168.25.140:: OK

Connecting to node 192.168.25.140:: OK

>>> Performing hash slots allocation on  nodes...

Using  masters:

192.168.25.140:

192.168.25.140:

192.168.25.140:

Adding replica 192.168.25.140: to 192.168.25.140:

Adding replica 192.168.25.140: to 192.168.25.140:

Adding replica 192.168.25.140: to 192.168.25.140:

M: 1800237a743c2aa918ade045a28128448c6ce689 192.168.25.140:

   slots:- ( slots) master

M: 7cb3f7d5c60bfbd3ab28800f8fd3bf6de005bf0d 192.168.25.140:

   slots:- ( slots) master

M: 436e88ec323a2f8bb08bf09f7df07cc7909fcf81 192.168.25.140:

   slots:- ( slots) master

S: c2a39a94b5f41532cd83bf6643e98fc277c2f441 192.168.25.140:

   replicates 1800237a743c2aa918ade045a28128448c6ce689

S: b0e38d80273515c84b1a01820d8ecee04547d776 192.168.25.140:

   replicates 7cb3f7d5c60bfbd3ab28800f8fd3bf6de005bf0d

S: 03bf6bd7e3e6eece5a02043224497c2c8e185132 192.168.25.140:

   replicates 436e88ec323a2f8bb08bf09f7df07cc7909fcf81

Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes

>>> Nodes configuration updated

>>> Assign a different config epoch to each node

>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster

Waiting for the cluster to join....

>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.25.140:)

M: 1800237a743c2aa918ade045a28128448c6ce689 192.168.25.140:

   slots:- ( slots) master

M: 7cb3f7d5c60bfbd3ab28800f8fd3bf6de005bf0d 192.168.25.140:

   slots:- ( slots) master

M: 436e88ec323a2f8bb08bf09f7df07cc7909fcf81 192.168.25.140:

   slots:- ( slots) master

M: c2a39a94b5f41532cd83bf6643e98fc277c2f441 192.168.25.140:

   slots: ( slots) master

   replicates 1800237a743c2aa918ade045a28128448c6ce689

M: b0e38d80273515c84b1a01820d8ecee04547d776 192.168.25.140:

   slots: ( slots) master

   replicates 7cb3f7d5c60bfbd3ab28800f8fd3bf6de005bf0d

M: 03bf6bd7e3e6eece5a02043224497c2c8e185132 192.168.25.140:

   slots: ( slots) master

   replicates 436e88ec323a2f8bb08bf09f7df07cc7909fcf81

[OK] All nodes agree about slots configuration.

>>> Check for open slots...

>>> Check slots coverage...

[OK] All  slots covered.

4.3连接Redis-Cluster

4.3.1客户端工具连接

Redis-cli 连接集群：

redis-cli -h 主机ip -p 端口（集群中任意端口） -c

测试值的存取:-c：代表连接的是 redis 集群

（1）从本地连接到集群redis 使用7001端口加 -c 参数

（2）存入name值为abc ，系统提示此值被存入到了7002端口所在的redis （槽是5798）

（3）提取name的值，可以提取。

（4）退出（quit）

（5）再次以7001端口进入，不带-cR

（6）查询name值，无法获取，因为值在7002端口的redis上

（7）我们以7002端口进入，获取name值发现是可以获取的,而以其它端口进入均不能获取