Redis集群

一、应用场景

为什么需要redis集群？

当主备复制场景，无法满足主机的单点故障时，需要引入集群配置。

一般数据库要处理的读请求远大于写请求 ，针对这种情况，我们优化数据库可以采用读写分离的策略。我们可以部 署一台主服务器主要用来处理写请求，部署多台从服务器 ，处理读请求。

二、基本原理

哨兵选举机制，如果有半数节点发现某个异常节点，共同决定改异常节点的状态，如果该节点是主节点，对应的备节点自动顶替为主节点。Sentinel（哨兵）是Redis 的高可用性解决方案：由一个或多个Sentinel 实例 组成的Sentinel 系统可以监视任意多个主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器。

主从复制的作用

1、数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。

2、故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复；实际上是一种服务的冗余。

3、负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。

4、读写分离：可以用于实现读写分离，主库写、从库读，读写分离不仅可以提高服务器的负载能力，同时可根据需求的变化，改变从库的数量。

5、高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础

三、配置集群

配置集群所需的环境

Redis集群至少需要3个节点，因为投票容错机制要求超过半数节点认为某个节点挂了该节点才是挂了，所以2个节点无法构成集群。

要保证集群的高可用，需要每个节点都有从节点，也就是备份节点，所以Redis集群至少需要6台服务器。因为我没有那么多服务器，也启动不了那么多虚拟机，所在这里搭建的是伪分布式集群，即一台服务器虚拟运行6个redis实例，修改端口号为（7001-7006），当然实际生产环境的Redis集群搭建和这里是一样的。

1. 规划网络

用一台虚拟机模拟6个节点，一台机器6个节点，创建出3 master、3 salve 环境。虚拟机是 CentOS7 ，ip地址192.168.153.88

2. 创建redis节点

首先在 192.168.153.88 机器上 /usr/目录下创建myredis目录；

3. 创建目录

mkdir 7001 7002 7003 7004 7005 7006

4. 创建并配置redis.conf

vim redis.conf

include 绝对路径   

可以通过find / -name redis.conf查找redis安装的路径

daemonize 开启后台运行

cluster-enabled yes       开启集群功能
cluster-config-file nodes-7001.conf     集群配置文件，此文件不能人工编辑
cluster-node-timeout 15000           集群中的节点能够失联的最大时间，超过这个时间，该节点就会被认为故障

5. 将redis.conf拷贝到其他目录中

集群配置一般不要设置密码

修改其他几个文件

:%s/7001/7002/g全局修改

6. 启动这6个redis

创建一个文件一键启动、

编辑文件

修改权限并启动

7. 创建redis的集群

 /usr/local/bin/redis-cli      --cluster create      192.168.153.88:7001      192.168.153.88:7002 192.168.153.88:7003     192.168.153.88:7004      192.168.153.88:7005     192.168.153.88:7006        --cluster-replicas 1

cluster-replicas 1

1其实代表的是一个比例，就是主节点数/从节点数的比例。那么想一想，在创建集群的时候，哪些节点是主节点呢？哪些节点是从节点呢？答案是将按照命令中IP:PORT的顺序，先是3个主节点，然后是3个从节点。

分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的IP地址，每个从库和主库不在一个IP地址上。

成功如图

8. 使用cli连接redis集群

使用客户端链接集群 必须使用 -c 连接     -c不能省略

 /usr/local/bin/redis-cli -c -h 192.168.153.88 -p 7002

 查看集群的节点的信息 ：cluster nodes

9. 检查集群的状态

/usr/local/bin/redis-cli --cluster check 192.168.153.88:7003

10. 添加主节点

配置文件 7007 /redis.conf

在添加之前首先要像7001-7006一样，修改配置文件，启动7007 服务

 /usr/local/bin/redis-cli --cluster add-node 192.168.153.88:7007 192.168.153.88:7003

前面的IP加端口号是要添加的redis节点，后面的IP和端口号是集群中的任意一个节点。

 检查节点的状态

11. 配置从节点

刚才添加的主节点还没有分配槽，所以无法使用

添加从节点之前需要设置从节点并启动节点

 配置7008的端口号成为7007的从节点

先查看节点

配置：/usr/local/bin/redis-cli --cluster add-node 192.168.153.88:7008 192.168.153.88:7002 --cluster-slave --cluster-master-id  2f33212614637489f7a65c93512aa003f7b85cfb

拆分解析：

1. 先将节点加入到集群   /usr/local/bin/redis-cli --cluster add-node 192.168.153.88:7008 192.168.153.88:7002

2.角色  --cluster-slave

3.--cluster-master-id 为从节点对应主节点的id   2f33212614637489f7a65c93512aa003f7b85cfb

查看状态

添加的主节点还不能使用，因为没有分配slots，

重新分配slots

slot的概念。slot对于Redis集群而言，就是一个存放数据的地方，就是一个槽。对于每一个Master而言，会存在一个slot的范围，而Slave则没有。在Redis集群中，依然是Master可以读、写，而Slave只读

 新增主节点分配槽

/usr/local/bin/redis-cli --cluster reshard 192.168.153.88:7001

all 代表从所有有数据据节点进行迁移到目的节点，也可以选择 目标节点id回车，最后以done进行结束

done 代表结束

 

再检查一下节点会发现7007已经分配了500槽。7002少了500

这个时候就表示槽已经分配成功了

批量添加

不在一个slot下的键值，是不能直接使用mget,mset等多键操作。

 可以通过{}来定义组的概念，从而使key中{}内相同内容的键值对放到一个slot中去。（按组分配插槽）

当设置了组名的时候分配槽的时候是根据组的名字分配的槽

 12. 删除节点

删除从节点

从节点是读数据的，没有槽

--cluster del-node  集群的节点    节点的id

 表示删除成功

删除主节点

--cluster del-node  集群的节点    节点的id

 删除主节点需要先使用 reshard 把主节点的slots移到其他节点才可以

 再次删除，就可以删除成功了

13. 故障检测

验证集群是否生效：

关闭一个主节点查看对应的备用节点是不是能够顶替主节点成为主节点

存/取数据的时候查看对应的端口号

（关闭主节点以后需要耐心等待一会儿 让他重新分配一下空间）

关闭的时候一定要使用shutdown命令不要使用kill命令

/usr/local/bin/redis-cli -p 7002 shutdown

查看主从关系

/usr/local/redis/bin/redis-cli --cluster check 192.168.153.88:7003

 7004就会自动变成主节点

重启7002，7002就会变成7004的从节点

一键关闭

一定要使用shutdown不要使用kill -9

重启

 查看集群发现集群还在

Redis 集群优点

实现扩容

分摊压力

无中心配置相对简单

Redis 集群的不足

多键操作是不被支持的

多键的Redis事务是不被支持的

由于集群方案出现较晚，很多公司已经采用了其他的集群方案，而代理或者客户端分片的方案想要迁移至redis cluster，需要整体迁移而不是逐步过渡，复杂度较大。