Redis 群集模式

集群概念

集群，即Redis Cluster，是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。

集群由多组节点(Node)组成，Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点；只有主节点负责读写请求和集群信息的维护。从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。

集群的作用，可以归纳为两点:

• (1）数据分区:数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。

1. 集群将数据分散到多个节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增如，另一方面每个主节点都可以对外提供读眼务和写眼务，大大提高了集群的响应能力。
2. Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及，例如，如果单机内存太大，,bgpare bgreriteofifore操侯作可能导致主选理阻寨，主从环境下主机动换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。

• (2）高可用:集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似)﹔当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。
   

Redis集群的数据分片:

• Redis集群引入了哈希槽的概念
• Redis集群有16384个哈希槽(编号0-16383)集群的每个节点负责一部分哈希槽
• 每个Key通过CRc16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作

以3个节点组成的集群为例:

• 节点A包含0到5460号哈希槽
• 节点B包含5461到10922号哈希槽
• 节点c包含10923到16383号哈希槽
   

Redis集群的主从复制模型

1. 集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。
2. 为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1以都失败后，集群将不可用。

搭建redis集群模式（方法一）

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这里所有节点在同一台服务器上模拟:
以端口号进行区分:3个主节点端口号:6001/6002/6003，对应的从节点端口号: 6004/6005/6006。
 

环境配置/安装包

安装包：redis-5.0.7.tar.gz

第一步：安装redis服务（可以看之前的博客）

 可以看到redis服务已经安装好了

第二步：创建每个节点的工作目录

cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}   #创建redis集群的工作目录、和每个节点的工作目录
ls -R redis-cluster/

 第三步：到软件包目录，把redis配置文件分别复制到我们第二步所创建的每个节点目录中。也要把/opt/redis-5.0.7/src下的客户端工具redis-cli和服务端命令redis-server复制到每个节点的目录中

cd /opt/redis-5.0.7/src/
ls
cd /opt/redis-5.0.7/
for i in {1..6}; do cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i; cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /etc/redis/redis-cluster/redis600$i; done      
#使用for循环复制可以节省很多时间
cd /etc/redis/redis-cluster/
ls -R

 第四步

修改每个节点目录中的redis配置文件

cd redis6001
vim redis.conf
 
#bind 127.0.0.1     ##第69行；注释掉监听地址，表示监听任意地址（也可设置为0.0.0.0）
protected-mode no    #修改第88行，关闭保护模式，设置为no
port 6001           #修改第92行，修改监听端口为6001
daemonize yes       #修改第136行，开启后台运行
appendonly yes      #修改第699行，开启AOF持久化
 
 
#集群模式配置
cluster-enabled yes    #第832行取消注释，开启集群模式
cluster-config-file nodes-6001.conf   #第840行，每个集群配置文件，取消注释、修改对应的端口（每个节点都要设置对应的）
cluster-node-timeout 15000   #第846行，集群节点之间通信的超时时间；取消注释

 

 

 其他五个节点的配置文件修改

#先使用for循环把刚才我们设置的6001端口节点的配置文件覆盖到其他节点的配置文件
for i in {2..6}; do \cp -f redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i; done
 
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6002
vim redis.conf
port 6002          #修改第92行，修改监听端口为6002
cluster-config-file nodes-6002.conf   #第840行，每个集群配置文件，取消注释、修改对应的端口（每个节点都要设置对应的）

 

这边我们就不一一演示了

第五步：启动redis服务，一定要先进入每个节点目录中去使用redis-server命令启动

cd ../redis6001
ls
for i in {1..6}; do cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$i; ./redis-server redis.conf; done
ps -elf |grep redis
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1                                 #把节点加入到集群当中
--cluster-replicas    指定每个主节点有多少个从节点做主从复制
 
 
redis-cli -p 6001    #登录redis数据库
cluster slots        #查看主从对应关系

 第六步：验证，键的插入

redis-cli -p 6001 -c    
-c  实现节点间的跳转，如果不加会报错
set name hj

 我们登录到6004节点上

redis-cli -p 6004 -c
keys *
get name

  我们登录到6006节点上

redis-cli -p 6006 -c
keys *
get name

 查看集群模式节点状态

cluster nodes

 搭建redis集群模式（方法二）

redis的集群一般需要6个节点

环境配置/安装包

安装包：redis-5.0.7.tar.gz

所有节点

cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis6379
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6379/

 修改配置文件

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
vim redis.conf
 
bind 192.168.10.12     ##第69行；可以注释掉监听地址，表示监听任意地址（也可设置为0.0.0.0或自己的IP地址）
protected-mode no    #修改第88行，关闭保护模式，设置为no
port 6002           #修改第92行，修改监听端口每台不一样即可，为方便后续实验我们设置为6002 6003等
daemonize yes       #修改第136行，开启后台运行
appendonly yes      #修改第699行，开启AOF持久化
 
 
#集群模式配置
cluster-enabled yes    #第832行取消注释，开启集群模式
cluster-config-file nodes-6379.conf   #第840行，每个集群配置文件，取消注释、可以修改对应的端口（也可以默认为6379.conf）
cluster-node-timeout 15000   #第846行，集群节点之间通信的超时时间；取消注释

 

 将192.168.10.12的redis配置文件复制到其他节点上

scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.10.13:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.10.14:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.10.15:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.10.16:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.10.17:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf

 其余节点

vim /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf

所有节点

启动redis节点

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
redis-server redis.conf
或
./redis-server redis.conf

 启动集群

redis-cli --cluster create 192.168.10.12:6002 192.168.10.13:6003 192.168.10.14:6004 192.168.10.15:6005 192.168.10.16:6006 192.168.10.17:6007 --cluster-replicas 1

测试集群模式

redis-cli -h 192.168.10.12 -p 6002 -c
cluster slots
set mykey name
cluster keyslot mykey

故障模拟：我们关闭192.168.10.13这台主机或者关闭这台主机的服务。已知192.168.10.17是192.168.10.14的从节点，当主节点down掉后从节点会接替主节点，就可以实现故障切换了，保证了我们服务的正常运行。

 

集群总线

每个Redis集群中的节点都需要打开两个TCP连接。一个连接用于正常的给Client提供服务，比6379，还有一个额外的端口(通过在这个端口号上加100Q0)作为数据端口，例如: redis的端口为6379，那么另外一个需要开通的端口是:6379 + 10000，即需要开启16379。16379端口用于集群总线，这是一个用二进制协议的点对点通信信道。这个集群总线(Cluster bus)用于节点的失败侦测、配置更新、故障转移授权。等等。

总结：

6379端口：主要用于客户端和服务端之间的通信以及主从复制之间相互通信

26379端口：哨兵模式之间相互通信

16379端口：集群之间的节点进行通信