理论+实验：NoSQL之Redis集群

一、案例概述

■ 单节点Redis服务器带来的问题

• 单点故障，服务不可用
• 无法处理大量的并发数据请求数据丢失—大灾难

■ 解决方法

• 搭建Redis集群

二、案例前置知识点

2.1 案例前置知识点-1

■ Redis集群介绍

• Redis集群是一个提供在多个Redis间节点间共享数据的程序集
• Redis集群并不支持处理多个keys的命令,因为这需要在不同的节点间移动数据,从而达不到像Redis那样的性能,在高负载的情况下可能会导致不可预料的错误
• Redis集群通过分区来提供—定程度的可用性,在实际环境中当某个节点宕机或者不可达的情况下可继续处理命令

2.2 案例前置知识点-2

■ Redis集群的优势

• 自动分割数据到不同的节点上
• 整个集群的部分节点失败或者不可达的情况下能够继续处理命令

■ Redis集群的实现方法

• 有客户端分片
• 代理分片服务器端分片

2.3 案例前置知识点-3

■ Redis-Cluster（集群）数据分片

• Redis集群没有使用一致性hash,而是引入了哈希槽概念
• Redis集群有16384个哈希槽
• 每个key通过CRC16（冗余校验）校验后对16384取模来决定放置槽
• 集群的每个节点负责一部分哈希槽

2.4 案例前置知识点-4

■ Redis-Cluster数据分片(续)

• 以3个节点组成的集群为例

  • 节点A包含0到5500号哈希槽
  • 节点B包含5501到11000号哈希槽
  • 节点C包含11001到16384号哈希槽

• 支持添加或者删除节点

  • 添加删除节点无需停止服务
  • 例如：
    • 如果想新添加个节点D,需要移动节点A，B,C中的部分槽到D上
    • 如果想移除节点A，需要将A中的槽移到B和C节点上，再将没有任何槽的A节点从集群中移除

2.5 案例前置知识点-5

■ Redis-Cluster的主从复制模型

• 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5501-11000这个范围的槽而不可用
• 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，集群便会选举B1为新的主节点继续服务
• 当B和B1都失败后，集群将不可用

三、实验操作

3.1 案例规划-1

直接用两台服务器，每个服务器添加三张网卡，这样就模拟了六台服务器操作了，但线网的时候还是要六台

主机		      IP地址

master		ens33：20.0.0.20

master		ens36: 20.0.0.128

master		ens37: 20.0.0.129

slavel		ens33：20.0.0.21

slavel		ens36：20.0.0.131

slavel		ens37：20.0.0.130

3.2 案例规划-2

■ 设置网络参数、关闭防火墙和selinux(所有节点)
■ 下载并安装Redis(所有节点)
■ 修改Redis配置文件(所有节点)
■ 创建Redis集群(master1节点)

• 导入key文件并安装rvm
• 执行环境变量让其生效
• 安装Ruby2.4.1版本
• 安装redis客户端
• 创建redis集群

3.3 案例规划-3

■ 调整Redis集群主从关系

• 删除所有的从节点(master1节点)
• 删除节点配置文件和持久化文件(slave1、2、3节点)
• 重新添加从节点(master1节点)
• 检查新的主从关系(master1节点)

■ 测试集群数据读写

3.4 实验操作

• 部署Redis-两台都要做

[root@localhost ~]# iptables -F			###清除防火墙规则
[root@localhost ~]# iptables -t nat -F			###清除防火墙表规则
[root@localhost ~]# setenforce 0			###关闭核心防护
[root@localhost ~]# yum -y install gcc gcc-c++ 		###安装gcc、gcc-c++环境包
将包上传到服务器
[root@localhost ~]# tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/	###解压redis到opt目录下
[root@localhost ~]# cd /opt/redis-5.0.7/

[root@localhost redis-5.0.7]# make			###编译

[root@localhost redis-5.0.7]# make  install  		###编译安装

[root@localhost redis-5.0.7]# cd utils/
[root@localhost utils]# ./install_server.sh 		###执行自动安装脚本
一直回车
Selected config:Port: 6379
Config file :/etc/redis/6379.conf	//配置文件路径
Log file:/var/log/redis_6379.log1	//日志文件路径
Data dir: /var/lib/redis/6379		//数据文件路径
Executable : /usr/local/redis/bin/redis-server   //可执行文件路径Cli Executable : /usr/local/bin/redis-cli		//客户端命令工具

	
[root@localhost utils]# netstat -anpt | grep redis		###查看一下redis启动了没
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      6124/redis-server 1 


[root@localhost utils]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379	###连接本地数据库
127.0.0.1:6379> set name zhangsan		###创建一个name键，赋予一个zhangsan的值
OK
127.0.0.1:6379> get name			###输出name键的值
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> quit       			 ###退出

• redis集群（所有节点操作)

[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf
70/  #bind 127.0.0.1 		//注释掉，监听ip
89/ protected mode no	//关闭保护模式，改成no
93/ port 6379		//端口开启
137/ daemonize yes		//以独立进程启动
833/ cluster-enabled yes	//开启群集功能
841/ cluster-config-file nodes-6379.conf 	//群集名称文件设置
847/ cluster-node-timeout 15000T	//群集超时时间设置
700/ appendonly yes		//开启aof持久化，改成yes

[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart		###重启一下
正常启动后，/var/lib/redis/6379/目录下会多出两个文件，
一个是持久化appendonly.aof文件，另外一个是节点首次启动生成的 nodes-6379.conf 配置文件。

• 仅在master中操作

//导入key文件，
[root@localhost ~]# gpg --keyserver hkp://keys.gnupg.net --recv-keys 409B6B1796C275462A1703113804BB82D39DC0E3

//安装rvm
把rvm包上传到master服务器

[root@localhost ]# tar zxvf rvm-master.tar.gz  ###解压

[root@localhost  ]# cd rvm-master/	###进入目录

[root@localhost rvm-master]# ./install 	###安装

//执行环境变量，为安装ruby做准备
[root@localhost ~]# source /etc/profile.d/rvm.sh 

//列出 Ruby 可安装的版本
[root@localhost ~]# rvm list known

//安装 Ruby2.4.1 版本
[root@localhost ~]# rvm install 2.4.1		###时间很长......左边数字是进度条

//安装 Ruby2.4.1 版本
[root@localhost ~]# rvm use 2.4.1

//查看当前Ruby2.4.1 版本
[root@localhost ~]#  ruby -v

//再次安装Redis
[root@localhost ~]# gem install redis

• 添加网卡，两台服务器都要操作

在两台虚拟机上都添加2块网卡，每台上面算上本来的一共三块，都是nat模式

IP规划：
master:
ens33：20.0.0.20
ens36: 20.0.0.128
ens37: 20.0.0.129

slave:
ens33：20.0.0.21
ens36：20.0.0.131
ens37：20.0.0.130

• slave服务器上操作

[root@localhost utils]# service  network restart	###重启网卡

[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart

• Raster服务器上操作

//创建集群
六个实例分为三组，每组一主一从，--replicas 1表示每组一个从，下面交互的时候需要输yes 才可以创建。
使用源码解压目录中的redis-trib.rb工具创建群集。

[root@localhost ~]# redis-cli --cluster create 20.0.0.20:6379 20.0.0.128:6379 20.0.0.129:6379 20.0.0.21:6379 20.0.0.131:6379 20.0.0.130:6379 --cluster-replicas 1   ###创建redis集群，名称是1
输入yes

[root@localhost ~]# netstat -anpt | grep 6379	###查看一下服务启动了没

• 测试

在master服务器上：

[root@localhost ~]# redis-cli -c -h 20.0.0.20 	###登录20.0.0.20
20.0.0.20:6379> set name zhangsan		###创建一个name键和zhangsan的值
OK
20.0.0.20:6379> get name			###查看name键的值
"zhangsan"


[root@localhost ~]# redis-cli -c -h 20.0.0.21 	###登录slave副本服务器
20.0.0.21:6379> keys *			###查看一下有没有在master创建的name键
1) "name"

20.0.0.21:6379>get name				###查看name键的值
"zhangsan"

3.5 总结

总结：根据测试得出结论，六台都能看见name键和name的值zhangsan，因为这里只做了集群没有做主从导致还是有点问题的。