Redis Cluster搭建高可用Redis服务器集群

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一、Redis Cluster集群简介

Redis Cluster是Redis官方提供的分布式解决方案，在3.0版本后推出的，有效地解决了Redis分布式的需求，当一个节点挂了可以快速的切换到另一个节点，当遇到单机内存、并发等瓶颈时，可以采用分布式方案要解决问题。

二、集群原理

Redis Cluster架构图
Redis Cluster集群采用了P2P的模式，完全去中心化，Redis把所有的Key分成了16384个slot，每个Redis实例负责其中一部分slot，集群中的所有信息（节点、端口、slot等），都通过节点之间定期的数据交换而更新，Redis客户端可以在任意一个Redis实例发出请求，如果所需数据不在该实例中，通过重定向命令引导客户端访问所需的实例。

其结构特点：

1. 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。
2. 节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。
3. 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。
4. redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上（不一定是平均分配），cluster负责维护node<->slot<->value。
5. Redis集群预分好16384个桶，当需要在Redis集群中放置一个key-value 时，根据CRC16(key) mod 16384的值，决定将一个key放到哪个桶中。

三、集群搭建

要让集群正常工作至少需要3个主节点，一共就需要6个节点，其中3个为主节点，3个为从节点，为了简单在下面在一台机器上演示，演示使用了linux服务器上7000到7005的6个端口。

1. 下载redis、解压、安装

wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.4.tar.gz
tar -zxvf redis-3.2.4.tar.gz
cd redis-3.2.4/
make && make install

2. 将redis-trib.rb复制到/usr/local/bin目录下

cd src
cp redis-trib.rb /usr/local/bin

3. 创建Redis节点并修改配置文件

mkdir redis_cluster　　
cd redis_cluster/
mkdir 7000 7001 7002 7003 7004 7005
cp redis.conf redis_cluster/7000
cp redis.conf redis_cluster/7001
cp redis.conf redis_cluster/7002
cp redis.conf redis_cluster/7003
cp redis.conf redis_cluster/7004
cp redis.conf redis_cluster/7005

按下面提示修改6个配置文件

port  7000       //端口7000,7001,7002...        
bind 本机ip       //默认ip为127.0.0.1 需要改为其他节点机器可访问的ip 否则创建集群时无法访问对应的端口，无法创建集群
daemonize    yes       //redis后台运行
pidfile  /var/run/redis_7000.pid    //pidfile文件对应7000,7001,7002
cluster-enabled  yes    //开启集群  把注释#去掉
cluster-config-file nodes.conf   //集群的配置  配置文件首次启动自动生成
cluster-node-timeout  15000     //请求超时  默认15秒，可自行设置
appendonly  yes         //aof日志开启  有需要就开启，它会每次写操作都记录一条日志　
dir /root/redis-3.2.4/redis_cluster/7000   //目录，端口7000,7001,7002... ，必须配置，否则无法启动     

4. 启动6个Redis实例，并且要指定配置文件，这些配置文件分别在各自的子目录下面

./src/redis-server redis_cluster/7000/redis.conf 
./src/redis-server redis_cluster/7001/redis.conf 
./src/redis-server redis_cluster/7002/redis.conf 
./src/redis-server redis_cluster/7003/redis.conf 
./src/redis-server redis_cluster/7004/redis.conf 
./src/redis-server redis_cluster/7005/redis.conf 

5. 安装ruby

yum install ruby
yum install -y rubygems
gem install redis -v 3.2.2

6. 使用redis-trib.rb创建集群

cd /usr/local/bin
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.0.204:7000 192.168.0.204:7001 192.168.0.204:7002 192.168.0.204:7003 192.168.0.204:7004 192.168.0.204:7005  

运行结果如下：

Redis Cluster启动成功截图

如果一切顺利，你会看到类似截图上的消息： [OK] All 16384 slots covered， 这说明Redis的Cluster集群环境搭建成功。

简单解释一下这个命令：调用 ruby 命令来进行创建集群，--replicas 1 表示主从节点比例为 1:1，即一个主节点对应一个从节点；然后，默认给我们分配好了每个主节点和对应从节点服务，以及solt的大小，因为在Redis集群中有且仅有16383个solt，默认情况会给我们平均分配，当然你可以指定，后续的增减节点也可以重新分配。
M: 5237fa04bd793832b605d92ceb1d2f493da22e43 为主节点Id
S: b6b696c11bbffa8f9d4e6397ef4d27b0b54fea32 192.168.0.204:7003 replicates 5237fa04bd793832b605d92ceb1d2f493da22e43 从节点下对应主节点Id
目前来看，7000-7002 为主节点，7003-7005 为从节点，并向你确认是否同意这么配置，输入yes后，会开始集群创建。

四、验证集群

1. 通过Cluster Nodes命令和Cluster Info命令来看看集群效果

./redis-cli -c  -h 192.168.0.204 -p 7001
cluster info
cluster nodes

运行结果如下：

运行成功截图

2. 在集群上通过增加数据来测试集群效果
   运行结果如下：
   测试集群截图

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