前言

• 通過之前的文章，我們瞭解到了redis的編譯安裝流程，以及配置優化內容。這裡，我們將深入講解redis群集的應用，並模擬主從redis服務叢集的搭建。

1.Redis群集概述

1.1 redis叢集的作用是什麼

• 在實驗部署開始前，我們需要明白為什麼需要搭建Redis叢集，其解決了什麼樣的問題？又有哪些優勢。我們可以從單一的Redis伺服器來探究這個問題。

1.2 單一Redis伺服器存在的問題

• 如果部署過MySQL主從複製讀寫分離以及MHA高可用的話，這裡就非常容易想到單一Redis伺服器所存在的問題，主要有以下幾點

存在單點故障；
不滿足高併發的需求；
資料丟失引發災難（容錯率非常低）；

• 而解決這樣的問題，最容易想到的就是將儲存備份，且進行橫向擴充套件。這就需要我們搭建Redis叢集來滿足業務需求了。

1.3 Redis叢集介紹與優勢

• 簡介：

Redis叢集是一個提供在多個Redis間節點共享資料的程式集；
Redis叢集並不支援多處理多個Keys的命令，應為這需要在不同節點間移動資料，從而達不到像Redis那樣的效能，在高負載的情況下可能會導致不可預料的錯誤；
Redis叢集通過分割槽來提供一定程度的可用性，在實際環境中檔某個節點當機或則不可達的情況下繼續處理命令。

• 優勢：

自動分割資料到不同節點上；
整個叢集的部分節點失敗或不可達的情況下依舊可以處理業務指令。

1.4 Redis-Clouder叢集的資料分片

• Redis叢集沒有使用一致性hash，而是引入了雜湊槽的概念；

• Redis叢集總共有16384個雜湊槽（0-16383）；

• 每個Key通過CRC16校驗後對16384取模來決定如何進行存放；

• 叢集的每個節點負責一部分的hash槽；

• 在Redis叢集中，支援新增或者刪除節點，且無需停止服務。

Redis-Cluster資料分片詳解，以3個節點組成的叢集為例

節點A包含0到5500號雜湊槽
節點B包含5501到11000號雜湊槽
節點C包含11001到16384號雜湊槽

支援新增或者刪除節點，新增刪除節點無需停止服務
例如
如果想新新增個節點D,需要移動節點A,B,C中的部分槽到D上
如果想移除節點A，需要將A中的槽移到B和C節點上，再將沒有任何槽的A節點從叢集中移除

1.5 Redis-Cluster的主從複製模型

叢集中具有A，B，C三個節點，如果節點B失敗了，整個叢集就會因缺少這個範圍的槽而不可用
  
為每個節點新增一個從節點A1, B1, C1,整個叢集便有三個master節點和三個slave節點組成，在節點B失敗後，叢集便會選舉B1為新的主節點繼續服務
  
當A和A1都失敗後，叢集將不可用

2.搭建Redis主從同步

2.1 案例拓撲圖及環境

專案環境

master1 192.168.140.20
master2 192.168.140.21
master3 192.168.140.22
slvae1 92.168.140.13
slvae2 92.168.140.14
slvae3 92.168.140.15

2.2 專案操作

• 在所有節點上設定網路引數、關閉防火牆和selinux

• 在所有節點上下載並安裝Redis

• 在所有節點上修改Redis配置檔案

• 建立Redis叢集(在master1節點)

建立叢集步驟

1)匯入key檔案並安裝rvm
2)執行環境變數讓其生效
3)安裝Ruby2.4. 1版本
4)安裝redis客戶端
5)建立redis叢集

2.3 具體實現步驟

• 每臺伺服器匯入redis軟體包
  

傳送鍵輸入到所有會話，即在每臺伺服器上均進行以下配置

1）解壓

tar zxvf redis-5.0.4.tar.gz

2）配置安裝

cd redis-5.0.4/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install

3）連結快捷命令

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

4）安裝執行指令碼，並檢視埠狀態

cd redis-5.0.4/utils/
./install_server.sh
netstat -anptu | grep redis

5）修改主配置檔案，並啟動服務

[root@master1 ~]# vi /etc/redis/6379.conf
...
bind 192.168.140.20            //修改127.0.0.1為本機地址 (6臺伺服器均需單獨更改IP)
cluster-enabled yes
appendonly yes                    //開啟AOF持久化
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-require-full-coverage yes

重啟redis服務 
/etc/init.d/redis_6379 stop
/etc/init.d/redis_6379 start

6）在master1上，使用指令碼建立群集

• 首先新增redis-3.2.0.gem
  
• yum安裝軟體

[root@master1 ~]# yum -y install ruby rubygems
[root@master1 ~]# gem install redis-3.2.0.gem

• 建立群集

[root@master1 ~]# redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 \
192.168.140.20:6379 192.168.140.21:6379 192.168.140.22:6379 \
192.168.140.13:6379 192.168.140.14:6379 192.168.140.15:6379

>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
Adding replica 192.168.140.14:6379 to 192.168.140.20:6379
Adding replica 192.168.140.15:6379 to 192.168.140.21:6379
Adding replica 192.168.140.13:6379 to 192.168.140.22:6379
M: b32bddc815edec59943aef28275b073925f3bf6c 192.168.140.20:6379
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: 7ab1a75dbac2dd91be898874895c636d2fa3b790 192.168.140.21:6379
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: 440c768ed0378686f347244bf37d6e5adb191401 192.168.140.22:6379
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: 550f265ad5d2714a20731cbd7cd8a61e826da443 192.168.140.13:6379
   replicates 440c768ed0378686f347244bf37d6e5adb191401
S: 4b8052a36136df43078db53c7d472b4acc848dcb 192.168.140.14:6379
   replicates b32bddc815edec59943aef28275b073925f3bf6c
S: c3f7dc4e4c17c385fdad4af782100266d2c691e2 192.168.140.15:6379
   replicates 7ab1a75dbac2dd91be898874895c636d2fa3b790
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes	'//需要輸入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 192.168.140.20:6379)
M: b32bddc815edec59943aef28275b073925f3bf6c 192.168.140.20:6379
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: 440c768ed0378686f347244bf37d6e5adb191401 192.168.140.22:6379
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: 7ab1a75dbac2dd91be898874895c636d2fa3b790 192.168.140.21:6379
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 4b8052a36136df43078db53c7d472b4acc848dcb 192.168.140.14:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates b32bddc815edec59943aef28275b073925f3bf6c
S: 550f265ad5d2714a20731cbd7cd8a61e826da443 192.168.140.13:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates 440c768ed0378686f347244bf37d6e5adb191401
S: c3f7dc4e4c17c385fdad4af782100266d2c691e2 192.168.140.15:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates 7ab1a75dbac2dd91be898874895c636d2fa3b790
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

2.4 測試群集

• 登入並寫入資料

[root@master1 ~]# redis-cli -h 192.168.140.20 -p 6379 -c		//登入伺服器
192.168.140.20:6379> set weather sunny	//新增weather鍵值為sunny
-> Redirected to slot [8949] located at 192.168.140.21:6379
OK

• 在其他伺服器上獲取該資料

[root@master3 ~]# redis-cli -h 192.168.140.22 -p 6379 -c		//登入伺服器
192.168.140.22:6379> get weather
-> Redirected to slot [8949] located at 192.168.140.21:6379		//提示儲存該鍵值的雜湊槽為8949，定位到該伺服器上
"sunny"

[root@master2 ~]# redis-cli -h 192.168.140.21 -p 6379 -c		//登入伺服器
192.168.140.21:6379> get weather
"sunny"

[root@slave1 ~]# redis-cli -h 192.168.140.13 -p 6379 -c
192.168.140.13:6379> get weather
-> Redirected to slot [8949] located at 192.168.140.21:6379
"sunny"

• 當在備選slave伺服器上新增資訊時

[root@slave1 ~]# redis-cli -h 192.168.140.13 -p 6379 -c
192.168.140.13:6379> set centos 7.5
-> Redirected to slot [467] located at 192.168.140.20:6379	//提示儲存該鍵值的雜湊槽為467，定位到master1伺服器
OK

[root@master1 ~]# redis-cli -h 192.168.140.20 -p 6379 -c
192.168.140.20:6379> get centos		//獲取centos的鍵值
"7.5"

• 在任意伺服器上可以檢視群集

登入到伺服器上後

cluster info    檢視群集資訊
cluster nodes   檢視節點資訊