Linux云计算 |【第四阶段】NOSQL-DAY2

主要内容：

Redis集群概述、部署Redis集群（配置manage管理集群主机、创建集群、访问集群、添加节点、移除节点）

一、Redis集群概述

1、集群概述

所谓集群，就是通过添加服务器的数量，提供相同的服务，从而让服务器达到一个稳定、高效的状态；而单个Redis服务运行存在不稳定性，当Redis服务宕机，就没有可用服务了，且单个Redis服务运行的读写能力是有限的。

Redis 集群是一种分布式数据库解决方案，是为了强化Redis服务的读写能力而存在；用于在多个 Redis 节点之间分片数据，以提高性能、可扩展性和容错能力。Redis 集群通过将数据分布在多个节点上，使得系统能够处理更大的数据集和更高的并发请求。

• Redis集群中每一个Redis称之为一个节点，所有的Redis节点彼此互联(PING-PONG机制)，内部使用二进制协议优化传输速度和带宽；
• 节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效；
• 客户端与Redis节点直连，不需要中间proxy层，客户端不需要连接集群所有节点，连接集群中任何一个可用节点即可
• Redis集群中有两种类型的节点：主节点(master)、从节点(slave)
• Redis集群，是基于Redis主从复制实现（使用管理主机创建集群时，自动分配主从）
• 主从复制模型中，有多个Redis节点；其中有且仅有一个为主节点Master。从节点Slave可以有多个，只要网络连接正常，Master会一直将自己的数据更新同步给Slaves，保持主从同步；主节点Master：可读、可写，从节点Slave：只读

2、部署Redis集群：

基本原理：集群中至少应有奇数个节点，所以至少有三个节点，每个节点至少有一个备份节点；（实验中，一个主从结构为一个节点）

实验网络拓扑：

服务器角色：Manager、redis1、redis2、redis3、redis4、redis5、redis6

• Manger：IP为192.168.2.20，安装redis-3.2.1.gem搭建集群工具，部署集群管理脚本
• Redis1：IP为192.168.2.11，编译安装Redis，开启集群功能，bind设置所有主机访问
• Redis2：IP为192.168.2.12，编译安装Redis，开启集群功能，bind设置所有主机访问
• Redis3：IP为192.168.2.13，编译安装Redis，开启集群功能，bind设置所有主机访问
• Redis4：IP为192.168.2.14，编译安装Redis，开启集群功能，bind设置所有主机访问
• Redis5：IP为192.168.2.15，编译安装Redis，开启集群功能，bind设置所有主机访问
• Redis6：IP为192.168.2.16，编译安装Redis，开启集群功能，bind设置所有主机访问

存储结构：

- Redis-Cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]Slot上（不一定是平均分配），Cluster 负责维护nodeslotvalue。

- Redis集群预分好16384个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，根据 CRC16(key) mod求余 16384的值，决定将一个key放到哪个哈希槽中。

例如：Redis集群预分好16384个哈希槽，往Redis集群中存储一个key-value（值为10000），根据CRC16算法对值求余，10000 % 16384=存储哈希槽范围，即找到存储节点，存储节点内部为一个主从同步架构，存储到主服务器再同步到从服务器上；

集群相关配置： /etc/redis/6379.conf

• cluster-enabled yes     //启用集群功能
• cluster-config-file nodes-6379.conf   //指定集群配置文件位置
• cluster-node-timeout 15000    //心跳时间（单位毫秒）
• 集群服务端口：16379

---

步骤1：配置管理主机（manage操作）

① 配置脚本运行环境

[root@manager ~]# yum -y install rubygems
[root@manager ~]# gem install redis-3.2.1.gem     //参考/linux-soft/4/redis/
Successfully installed redis-3.2.1
Parsing documentation for redis-3.2.1
Installing ri documentation for redis-3.2.1
1 gem installed

补充：RubyGems 是 Ruby 的一个包管理器，它提供一个分发 Ruby 程序和库的标准格式，还提供一个管理程序包安装的工具；

补充：redis-3.2.1.gem，搭建redis集群所需要的软件（redis和ruby接口相关）

② 部署集群管理脚本（redis-trib.rb）

[root@manager ~]# tar -xf redis-4.0.8.tar.gz
[root@manager ~]# cp redis-4.0.8/src/redis-trib.rb /usr/local/bin/
[root@manager ~]# chmod +x /usr/local/bin/redis-trib.rb   //授予脚本执行权限

# 查看帮助

[root@manager ~]# redis-trib.rb help    //Redis集群管理脚本帮助

步骤2：创建集群

① 启动redis1的集群功能（redis1操作）

# 停止服务

[root@redis1 ~]# service redis_6379 stop
Stopping ...
Redis stopped

# 修改配置文件

[root@redis1 ~]# vim /etc/redis/6379.conf
protected-mode no     //关闭保护模式，以允许不使用密码、不指定绑定地址提供服务
# bind 127.0.0.1      //注释本地连接，允许所有主机连接
# requirepass tedu.cn   //注释密码，不使用密码
cluster-enabled yes     //启用集群功能
cluster-config-file nodes-6379.conf   //指定集群配置文件位置
cluster-node-timeout 5000    //心跳时间（单位毫秒）

# 清空原有Redis数据库的数据

[root@redis1 ~]# rm -rf /var/lib/redis/6379/*

# 修改服务启动文件，去掉密码

[root@redis1 ~]# vim +43 /etc/init.d/redis_6379
...
            $CLIEXEC -p $REDISPORT shutdown
...

# 启动服务

[root@redis1 ~]# service redis_6379 start
Starting Redis server...

# 查看端口，集群服务运行在16379端口上

[root@redis1 ~]# ss -tlnp | grep redis
LISTEN     0      128          *:6379                     *:*                   users:(("redis-server",pid=1867,fd=7))
LISTEN     0      128          *:16379                    *:*                   users:(("redis-server",pid=1867,fd=10))
LISTEN     0      128         :::6379                    :::*                   users:(("redis-server",pid=1867,fd=6))
LISTEN     0      128         :::16379                   :::*                   users:(("redis-server",pid=1867,fd=9))

② 在redis1上配置redis2、redis3、redis4、redis5、redis6的集群功能

# 配置redis1可SSH免密登录

[root@redis1 ~]# ssh-keygen -f /root/.ssh/id_rsa -N ''
[root@redis1 ~]# for i in {12..16}
> do
> ssh-copy-id 192.168.2.$i
> done

# 将redis1上编译好的redis安装目录拷贝到其他节点（/usr/local/redis/）

[root@redis1 ~]# for i in {12..16}
> do
> scp -r /usr/local/redis/ 192.168.2.$i:/usr/local/
> done

# 将redis命令目录添加至PATH环境变量（/usr/local/redis/bin）

[root@redis1 ~]# for i in {12..16}
> do
> ssh 192.168.2.$i "echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin' >> /etc/bashrc"
> d