Redis集群配置

1  Redis集群配置

1.1简介

Redis集群是一个由多个节点组成的分布式服务器群，它具有复制、高可用和分片特性；

Redis集群没有中心节点，并且带有复制和故障转移特性，这可以避免单个节点成为性能瓶颈，或者因为某个节点下线而导致整个集群下线；

集群中的主节点负责处理槽（存储数据），从节点则是主节点的复制品；

Redis集群将整个数据库分成16384个槽，数据库中的每个键都属于16384个槽中的其中一个；

集群中的每个主节点都可以负责0到16384个槽，当16384个槽都有节点在负责时，集群进入上线状态，可以执行客户端发送的数据命令；

主节点只会执行和自己负责的槽相关的命令，当节点接收到不属于自己处理的槽的命令时，它会将处理指定槽的节点的地址返回给客户端，而客户端会向正确的节点重新发送命令，这个过程称为“转向”；

 

Redis 集群通过分区（partition）来提供一定程度的可用性（availability）：即使集群中有一部分节点失效或者无法进行通讯，集群也可以继续处理命令请求。

Redis 集群提供了以下两个好处：

• 将数据自动切分（split）到多个节点的能力。
• 当集群中的一部分节点失效或者无法进行通讯时， 仍然可以继续处理命令请求的能力。

 

 

1.2实现机制

Redis Cluster  是Redis的集群实现，内置数据自动分片机制，集群内部将所有的key映射到16384个Slot中，集群中的每个Redis Instance负责其中的一部分的Slot的读写。集群客户端连接集群中任一Redis Instance即可发送命令，当Redis Instance收到自己不负责的Slot的请求时，会将负责请求Key所在Slot的Redis Instance地址返回给客户端，客户端收到后自动将原请求重新发往这个地址，对外部透明。一个Key到底属于哪个Slot由crc16(key)% 16384 决定。

 

  关于集群成员管理，集群的节点(Redis Instance)和节点之间两两定期交换集群内节点信息并且更新，从发送节点的角度看，这些信息包括：集群内有哪些节点，IP和PORT是什么，节点名字是什么，节点的状态(比如OK，PFAIL，FAIL，后面详述)是什么，包括节点角色(master或者 slave)等。

 

  关于可用性，集群由N组主从Redis Instance组成。主可以没有从，但是没有从 意味着主宕机后主负责的Slot读写服务不可用。一个主可以有多个从，主宕机时，某个从会被提升为主，具体哪个从被提升为主，协议类似于Raft，参见这里。如何检测主宕机？Redis Cluster采用quorum+心跳的机制。从节点的角度看，节点会定期给其他所有的节点发送Ping，cluster-node-timeout(可配置，秒级)时间内没有收到对方的回复，则单方面认为对端节点宕机，将该节点标为PFAIL状态。通过节点之间交换信息收集到quorum个节点都认为这个节点为PFAIL，则将该节点标记为FAIL，并且将其发送给其他所有节点，其他所有节点收到后立即认为该节点宕机。从这里可以看出，主宕机后，至少cluster-node-timeout时间内该主所负责的Slot的读写服务不可用。

 

1.3依赖配置

Redis集群配置之前需要依赖一些相关库配置，因此需要先安装以下相关库；

 

(1)   确保系统安装zlib,否则gem install会报(no such file to load -- zlib)

# download:zlib-1.2.8.tar.gz

# tar –zxvfzlib-1.2. 8.tar.gz

# cd zlib-1.2.8

#./configure 

# make 

# makeinstall 

 

 

(2)   安装ruby:version(2.2.2)

# download:ruby-2.2.2.tar.gz 

# tar –zxvf ruby-2.2.2.tar.gz

# cd  /ruby-2.2.2

#./configure-prefix=/usr/local/ruby 

# make 

# makeinstall 

# cp ruby/usr/local/bin 

安装完成后可以查看相应的版本信息：

# ruby –v

 

 

(3)安装rubygem:version(1.8.16)

# down rubygems-2.4.7.tar.gz 

# tar –zxvf rubygems-2.4.7.tar.gz

# cd  rubygems-2.4.7

# rubysetup.rb 

# cp rubygems-2.4.7/bin/gem/usr/local/bin 

安装完成后可以查看相应的版本信息：

# gem –v

 

 

(4)安装redis与ruby接口gem-redis:version(3.0.6)

gem  install  -l  /data/soft/redis-3.0.6.gem 

 

 

 

1.4集群配置

集群配置案例：

1、 redis源码下载，make安装；

$ tar xzf redis-3.0.1.tar.gz

$ cd redis-3.0.1

$ make

The binaries that are nowcompiled are available in the src directory. Run Redis with:

 

2、新建6个instance，3个master，3个slave；

新建实例时需要更改每一个实例redis.conf的内容，需要绑定网卡IP以及修改相应端口号，集群配置如下：

 

daemonize  yes                                  #是否以后台进程运行，默认为no

pidfile  /var/run/redis_xxxx.pid                #如以后台进程运行，则需指定一个pid文件

logfile  /var/log/redis.log                     #日志记录方式，默认值为stdout

dbfilename dump.rdb                             #本地数据库文件名，默认值为dump.rdb

dir ./                                          #本地数据库存放路径，默认值为 ./

bind   x.x.x.x                                  #绑定主机IP，必须绑定相应的网卡IP

port   xxxx                                     #监听端口，默认为6379

cluster-enabledyes                           #是否启用集群

cluster-config-file/user/software/redis/nodefile/nodes-设置为相应端口号xxxx.conf

cluster-node-timeout15

 

 

 

 

本例中的最后相应master与slave配置如下：

master：

ip                      port

--------------------------------------------------------

172.168.10.252      7000

172.168.10.253      7000

172.168.10.254      7000

 

slave

ip                     port        

--------------------------------------------------------

172.168.10.252      7001           

172.168.10.253      7001           

172.168.10.254      7001           

 

 

3、创建集群节点：

创建集群的操作可以通过使用位于Redis安装文件夹内的redis-trib.rb来完成，

使用redis任意一实例src下redis-trib.rb进行集群节点配置；

其中—replicas表示设置slave节点

如不设置slave节点则 --replicas 0：

[root@node01 src]# ./redis-trib.rb create --replicas 0172.168.10.252:7000 172.168.10.253:7000 172.168.10.254:7000

若设置一个slave节点则 --replicas 1：

[root@node01 src]# ./redis-trib.rb create --replicas 1172.168.10.252:7000 172.168.10.253:7000 172.168.10.254:7000 172.168.10.252:7001172.168.10.253:7001 172.168.10.254:7001

 

>>> Creating cluster

Connecting to node 172.168.10.252:7000: OK

Connecting to node 172.168.10.253:7000: OK

Connecting to node 172.168.10.254:7000: OK

Connecting to node 172.168.10.252:7001: OK

Connecting to node 172.168.10.253:7001: OK

Connecting to node 172.168.10.254:7001: OK  ###首先尝试连接给定的六个节点，检查它们是否存在

>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...

Using 3 masters:

172.168.10.252:7000

172.168.10.253:7000

172.168.10.254:7000

Adding replica 172.168.10.253:7001 to 172.168.10.252:7000

Adding replica 172.168.10.252:7001 to 172.168.10.253:7000

Adding replica 172.168.10.254:7001 to 172.168.10.254: 7000 ###在确定这些节点都是可连接之后，redistrib.rb 再将7000设置为主节点，而7001、7001和7001则分别被设置为三个主节点的从节点

 

M: 50a69c4c99413b86e1afbe0eee499b11d0ea4bb7 172.168.10.252:7000

   slots:0-5460 (5461slots) master

M: 3c7a80e633fc9318c9adbb95d56109f11e0a5f39 172.168.10.253:7000

   slots:5461-10922 (5462slots) master

  ###对于三个主节点，redis-trib.rb 会分别为它们指派5461、5462和5461个槽（默认情况下使用平均分配）

M: 4e20023a126560c39832e56456898a54816b6daa 172.168.10.254:7000

   slots:10923-16383(5461 slots) master

S: 62078686a716e7ee402725fcd1853cbf8f127355 172.168.10.252:7001

   replicates3c7a80e633fc9318c9adbb95d56109f11e0a5f39

S: f1409c7ec4619f6c964cf7fa413710009e55ef04 172.168.10.253:7001

   replicates50a69c4c99413b86e1afbe0eee499b11d0ea4bb7

S: e16542a68d0a5b0aec0e3cf0d85ad37638677aad 172.168.10.254:7001

   replicates 4e20023a126560c39832e56456898a54816b6daa

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

###这个配置没问题的话，就可以键入 yes 并按下回车

>>> Nodes configuration updated

>>> Assign a different config epoch to each node

….

….

…

###redis-trib.rb 会对集群进行测试，检查是否每个节点都按照原先展示的配置设置好了

…

 

[OK] All nodesagree about slots configuration.

>>> Check for open slots...

>>> Check slots coverage...

[OK] All 16384slots covered.

 

至此集群配置完成.

 

 

 

1.5测试验证

[root@node01 src]# ./redis-cli -h 172.168.10.252 -p 7000

172.168.10.252:7000> get date

(nil)

172.168.10.252:7000> get aa

(nil)

172.168.10.252:7000> get name

(error) MOVED 5798 172.168.10.253:7000

172.168.10.252:7000>

 

 

 

2 集群访问

使用集群客户端向集群发送命令请求

 

目前主要的 Redis 集群客户端（或者说，支持集群功能的 Redis 客户端）有以下这些：

 

1、redis-rb-cluster：antirez 使用Ruby 编写的 Redis 集群客户端，集群客户端的官方实现；

 

2、predis：Redis的 PHP 客户端，支持集群功能；

 

3、jredis：Redis的 JAVA 客户端，支持集群功能；

 

4、StackExchange.Redis：Redis 的C# 客户端，支持集群功能；

 

5、内置的 redis-cli ：在启动时给定 -c 参数即可进入集群模式，支持部分集群功能；