1简介
在 Redis 3.0 之前，使用 哨兵（sentinel）机制来监控各个节点之间的状态。Redis Cluster 是 Redis 的 分布式解决方案，在 3.0 版本正式推出，有效地解决了 Redis 在 分布式 方面的需求。当遇到单机内存、并发、流量等瓶颈时，可以采用 Cluster 架构方案达到负载均衡的目的
2 Redis Cluster集群介绍
Redis Cluster 集群模式通常具有高可用、可扩展性、分布式、容错等特性。Redis Cluster采用的是虚拟槽分区。先来解释一下什么是虚拟槽分区
2.1 虚拟槽分区介绍
虚拟槽分区巧妙地使用了哈希空间，使用分散度良好的哈希函数把所有数据映射到一个固定范围的整数集合中，整数定义为槽（slot）。这个范围一般远远大于节点数，比如 Redis Cluster 槽范围是 0 ~ 16383。槽是集群内数据管理和迁移的基本单位。采用大范围槽的主要目的是为了方便数据拆分和集群扩展。每个节点会负责一定数量的槽，如图所示：
当前集群有 5 个节点，每个节点平均大约负责 3276 个槽。由于采用高质量的哈希算法，每个槽所映射的数据通常比较均匀，将数据平均划分到 5 个节点进行数据分区。Redis Cluster 就是采用虚拟槽分区。
节点1： 包含 0 到 3276 号哈希槽。
节点2：包含 3277 到 6553 号哈希槽。
节点3：包含 6554 到 9830 号哈希槽。
节点4：包含 9831 到 13107 号哈希槽。
节点5：包含 13108 到 16383 号哈希槽。
这种结构很容易添加或者删除节点。如果增加一个节点 6，就需要从节点 1 ~ 5 获得部分槽分配到节点 6 上。如果想移除节点 1，需要将节点 1 中的槽移到节点 2 ~ 5 上，然后将没有任何槽的节点 1 从集群中移除即可。
由于从一个节点将哈希槽移动到另一个节点并不会停止服务，所以无论添加删除或者改变某个节点的哈希槽的数量都不会造成集群不可用的状态.
2.2 Redis数据分区
上面说过，Redis Cluster 采用虚拟槽分区，所有的键根据哈希函数映射到 0~16383 整数槽内，计算公式：slot = CRC16（key）& 16383。每个节点负责维护一部分槽以及槽所映射的键值数据，如图所示：
3 Redis集群搭建
3.1 环境准备
3.1.1 安装GCC
Redis 安装需要依托GCC环境
\1. 检查是否安装gcc
命令: gcc -v
如果能输出gcc版本信息,，说明安装了gcc。反之需要安装gcc
\2. 安装gcc
创建目录/usr/local/gccSrc
上传以下rpm文件至/usr/local/gccSrc目录下
cpp-4.8.5-11.el7.x86_64.rpm
gcc-4.8.5-11.el7.x86_64.rpm
glibc-devel-2.17-157.el7.x86_64.rpm
glibc-headers-2.17-157.el7.x86_64.rpm
kernel-headers-3.10.0-514.el7.x86_64.rpm
libmpc-1.0.1-3.el7.x86_64.rpm
mpfr-3.1.1-4.el7.x86_64.rpm
\3. 依次进行安装
rpm -ivh mpfr-3.1.1-4.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh libmpc-1.0.1-3.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh kernel-headers-3.10.0-514.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh glibc-headers-2.17-157.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh glibc-devel-2.17-157.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh cpp-4.8.5-11.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh gcc-4.8.5-11.el7.x86_64.rpm
\4. 都安装成功后，验证gcc -v
3.1.2 安装zlib
因为Redis集群环境需要使用到ruby的接口，需要使用到redis的gem包，而安装gem包时需要有zlib的环境
1、上传zlib-1.2.11.tar.gz到/usr/local目录下
2、解压 tar -xzvf zlib-1.2.11.tar.gz
3、cd zlib-1.2.11
4、./configure --prefix=/usr/local/zlib
（如果报错check for gcc，需要先安装gcc，安装完GCC再来执行）
5、make
6、make install
3.1.3 安装openssl
因为Redis集群环境需要使用到ruby的接口，需要使用到redis的gem包，而安装gem包时需要有openssl的环境
1、上传openssl-1.0.1h.tar.gz到/usr/local/目录下
2、解压 tar -xzvf openssl-1.0.1h.tar.gz
3、cd openssl-1.0.1h/
4、./config -fPIC --prefix=/usr/local/openssl enable-shared
5、./config -t
6、make && make install
7、which openssl //查看系统openssl的路劲
8、rm -rf /usr/bin/openssl // /usr/bin/openssl是which openssl 查看到的旧版本的openssl的路径
9、cp /usr/local/openssl/bin/openssl /usr/bin/openssl //拷贝新版本的安装路径到系统路径
10、执行openssl version
输出版本信息
3.1.4 安装ruby
在安装Redis集群环境是需要使用到Ruby
1、上传ruby-2.5.7.tar.gz到/usr/local目录下
2、解压 tar -xzvf ruby-2.5.7.tar.gz
3、cd ruby-2.5.7
4、./configure –-prefix=/usr/local/ruby //-prefix是将ruby安装到指定目录
5、make && make install
成功安装如图所示
6、配置环境变量
vi /etc/profile
添加环境变量，如图所示
7、执行命令使配置文件生效
source /etc/profile
8、执行命令校验ruby是否安装成功，安装配置成功会输出ruby版本信息
ruby -v
9、进入/usr/local/ruby-2.5.7/ext/zlib/目录下
cd /usr/local/ruby-2.5.7/ext/zlib/
(备注：/usr/local/ruby-2.5.7这个目录是ruby安装包后解压的目录)
10、执行命令:ruby extconf.rb --with-zlib-include=/usr/local/zlib/include/ --with-zlib-lib=/usr/local/zlib/lib
（备注:/usr/local/zlib是zlib安装目录，命令执行后会生成Makefile文件）
11、打开Makefile文件，找到下面一行(在文件倒数第3行)把路径修改一下
把zlib.o: $(top_srcdir)/include/ruby.h 改zlib.o: ../../include/ruby.h
12、make && make install
13、进入 /usr/local/ruby-2.5.7/ext/openssl/目录下
cd /usr/local/ruby-2.5.7/ext/openssl/
14、执行命令:
ruby extconf.rb --with-openssl-include=/usr/local/openssl/include/ --with-openssl-lib=/usr/local/openssl/lib
（备注:/usr/local/openssl是openssl的安装目录，命令执行后会生成Makefile文件）
15、打开Makefile文件，在topdir = /usr/local/ruby/include/ruby-xxx后面新增一行 top_srcdir = /usr/local/ruby-2.5.7
（备注/usr/local/ruby-2.5.7是ruby解压的目录）
16、make && make install
3.1.5 安装redis-4.1.3.gem
安装集群环境时需要使用到ruby的接口，这个redis-4.1.3.gem提供了这个接口
1、上传redis-4.1.3.gem到/usr/local/目录下
2、执行命令 gem install redis-4.1.3.gem
成功安装如图所示
3.2 安装单机Redis
1、创建/usr/local/redis目录，上传redis-4.0.14.tar.gz至/usr/local/redis目录
2、cd /usr/local/redis
3、解压 tar -xzvf redis-4.0.14.tar.gz
4、cd redis-4.0.14/
5、make && make install
看到如下信息，redis安装成功了
进入安装目录 cd /usr/local/redis/redis-4.0.14
6、修改配置文件redis.conf
bind 127.0.0.1 改为bind 0.0.0.0 【说明:表示所有ip都可以连接这个redis】
daemonize no 改为 daemonize yes 【说明：启动守护进程】
protected-mode yes 改为 protected-mode no 【说明：取消保护模式，如果启用保护模式需要设置密码】
logfile "" 改为 logfile "redis日志存储文件路径" 【说明：指定日志存储路径】
7、启动redis的命令
进入redis安装目录/usr/local/redis/redis-4.0.14，执行如下命令启动redis
redis-server redis.conf
启动后执行如下命令连接redis
redis-cli -p 6379 -h 192.169.1.86
(备注：6379是redis默认端口 192.169.1.86是redis所在服务器ip)
并执行命令set 1 1存入值至redis中测试一下
3.3 部署集群环境
集群模式相当于将数据槽分片。每个节点分一段数据片。这样的话，当一个节点宕机后，这个节点没有备份的话，此段分片将不再可以使用。所以，官方推荐，集群内的每个节点都应该配备一个从节点，作为冷备。
官网推荐的模式，是三主三从的集群部署方式，这里以配置三主三从为例.
需要配置的节点信息
节点名称端口号是主是从所属主节点
Redis70017001主
Redis70027002主
Redis70037003主
Redis70047004从Redis7004
Redis70057005从Redis7001
Redis70067006从Redis7002
1、进入/usr/local/redis/目录
cd /usr/local/redis
2、执行mkdir redis700{1,2,3,4,5,6} 创建文件夹redis7001、redis7002、redis7003、redis7004、redis7005、redis7006
3、将/usr/local/bin/ 目录下的redis-cli和redis-server复制到redis7001、...redis7006目录下
1、在redis7001目录下创建redis.conf文件
vim redis.conf
文件内容
#端口号(6个对应各自的端口号)
port 7001
appendonly yes
#启动集群
cluster-enabled yes
#yes 启用守护进程
daemonize yes
#关联集群配置文件
cluster-config-file "nodes.conf"
#设置超时
cluster-node-timeout 5000
#日志信息
logfile "redis7001.log"
#指定访问地址
bind 0.0.0.0
tcp-keepalive 300
redis7002目录下创建redis.conf文件
文件内容为
port 7002
appendonly yes
cluster-enabled yes
daemonize yes
cluster-config-file "nodes.conf"
cluster-node-timeout 5000
logfile "redis7002.log"
bind 0.0.0.0
tcp-keepalive 300
依次类推，redis7003至redis7006目录下都创建redis.conf文件
每个目录下(redis7001至redis7006)都应该有这三个文件
分别将这6个服务启动起来，启动命令:redis-server redis.conf
一个一个启动有点麻烦，在/usr/local/redis/目录下创建一下sh脚本来启动redis实例
vim startall.sh
cd redis7001
./redis-server redis.conf
cd ..
cd redis7002
./redis-server redis.conf
cd ..
cd redis7003
./redis-server redis.conf
cd ..
cd redis7004
./redis-server redis.conf
cd ..
cd redis7005
./redis-server redis.conf
cd ..
cd redis7006
./redis-server redis.conf
赋予 startall.sh脚本可执行权限
chmod 777 startall.sh
执行 startall.sh脚本
./startall.sh
执行ps -ef|grep redis情况查看redis运行情况，启动成功如图所示
创建集群，将这几个节点加入集群。首先进入redis-trib.rb所在目录
进入/usr/local/redis/redis-4.0.14/src/目录
cd /usr/local/redis/redis-4.0.14/src/
执行如下命令:
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.169.1.86:7001 192.169.1.86:7002 192.169.1.86:7003 192.169.1.86:7004 192.169.1.86:7005 192.169.1.86:7006
【备注:192.169.1.86是redis所在服务器ip,注意这个ip不能写127.0.0.1,否则只有本机才能连接】
输入yes 回车 ，redis-trib.rb 开始执行节点握手和槽分配操作，如图所示加入集群成功
说明:M表示是主节点，S表示是从节点】
执行集群检查，检查各个 redis 节点占用的哈希槽（slot）的个数以及 slot覆盖率。16384 个槽位中，主节点Redis7001、主节点Redis7002和，主节点Redis7003分别占用了 5461、5462 和 5461 个槽位。
连接集群测试
连接命令:redis-cli -p 其中一个节点的端口 -h 其中一个节点的ip -c
[备注：一定要有-c , -c表示以集群方式连接，没有-c就是单点连接了]
并往redis存一个值进行测试:set a a ,如下图表示成功
3.3 集群环境中每个节点加入密码
加入密码有两种方式：
u 方法一：修改所有Redis集群中的redis.conf配置文件
masterauth 123456 //设置master密码，是为了Salve能够连接上Masterrequirepass 123456 //设置Redis访问请求密码复制代码
u 方法二：进入各个Redis集群中的实时配置
./redis-cli -c -p 7001 //分别进入各个Redis片机进行各自设置config set masterauth 123456 config set requirepass 123456 config rewrite复制代码
注意：各个节点密码都必须一致，否则Redirected就会失败。推荐使用第一种方式。
先关闭所有的redis服务，使用命令 redis-cli -p 7001 shutdown依次将redis实例关闭。经过上面的步骤其实已经生成了相应的节点信息文件（nodes.conf）和数据信息文件（appendonly.aof，dump.rdb）。将所有redis7001 到redis7006的文件夹下的这三个文件都删除，然后修改redis.conf添加密码如图所示
然后找到client.rb文件（可以使用 find / -name “client.rb”命令）然后修改password，如图
然后使用脚本启动所有的集群节点。
再次运行命令 ./redis-trib.rb create --replicas 1 192.169.1.21:7001 192.169.1.21:7002 192.169.1.21:7003 192.169.1.21:7004 192.169.1.21:7005 192.169.1.21:7006 创建集群。
测试集群
使用命令 redis-cli -c -p 7001 设置一个set name song，会提示需要认证 输入auth “123456”即可 ，然后再次set name song 会redirected 到7002，也需要密码 ，当然可以直接再次使用 auth “123456”,这样显得有些繁琐，可以直接使用命令，redis-cli -c -p 7001 -a 123456连接（-a 相当于是输入密码验证），这样就可以直接跳转。如图
加入密码后的关闭redis实例的脚本也要相应的修改一下，加入-a 123456 的参数 修改后内容如下：