Redis 集群

本文介绍了Redis集群中的五种消息类型:MEET、PING、PONG、FAIL及PUBLISH的作用及交互流程,阐述了集群如何通过这些消息实现节点间的通信、故障检测与转移。并通过具体步骤解释了节点选举和状态变更的过程。

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五种消息

故障检测和转移

集群结构


五种消息

MEET消息:cluster meet命令,会请求接收者着加入自己所在的集群,所谓的加入,就是两个节点各自创建对方的node实例,并要求通知其余节点新节点的加入

PING消息:心跳检测,1、从所有的列表中随机选出5个,然后向这个5个节点中最长时间没联系的节点发送PING消息;2、如果有节点未联系的时间超过阈值,也会触发PING消息发送,防止饥饿产生。通过这个消息,集群中的所有节点都互相联系成网络;

PONG消息:1、接收到MEET消息和PING消息,需要回复PONG;2、如果需要刷新其他节点中该节点的信息,也需要发送PONG消息

注意:MEET、PING、PONG,发送这个几个消息的时候,会同时挂上自己节点列表中随机选择的两个节点信息,这样达到节点交换集群信息的目的

FAIL消息:节点A判断出节点B下线,则会发送关于节点B下线的FAIL广播消息,所有接收到这个消息的节点,会将节点B置为下线状态

PUBLISH消息:节点收到这个publish命令,会执行这个这个命令,并且广播PUBLISH消息,通知其他节点执行publish消息。

故障检测和转移

1、节点会通过PING消息不断通信,如果某个节点未返回PONG,则标记为“疑似下线”;

2、节点通过PING、PONG消息不断更新节点状态

3、当节点判断出超过半数主节点标示某个节点B下线,则发送FAIL消息,通知其他节点下线节点B

4、当节点B的从节点接收到自己的主节点下线,则开始故障转移

5、从节点广播消息CLUSTERMSG_TYPE_FAILOVER_AUTH_REQUEST,要求有效主节点(有分配槽的主节点)进行投票

6、接收到投票消息的节点,如果自己有投票权,且还没有对其他节点投过票,则返回CLUSTERMSG_TYPE_FAILOVER_AUTH_ACK,表示支持该从节点晋升为主节点

7、从节点统计自己收到的票数是否是否超过半数,超过则晋升为主节点

8、如果一个配置纪元中,没有从节点晋升为主节点,则再次进行投票

9、被选中的节点,会执行slaveof no one,成为主节点

10、新主节点撤销所有旧主节点槽的指派,并将其负责的槽都指派给自己

11、通过PONG消息,通知其他节点更新主节点信息,并更新槽信息

12、新主节点开始执行命令工作

集群结构

通过这样的一个数据结构,每一个实例节点都拥有了一个集群的全貌信息

 

### Redis 集群的搭建与配置 #### 一、Redis 集群简介 Redis 是一种高性能的键值存储系统,支持多种数据结构操作。通过集群模式可以实现分布式存储和高可用性。Redis 集群允许多个 Redis 实例协同工作,提供更高的吞吐量和更强的数据持久化能力。 --- #### 二、环境准备 在开始之前,需确认以下条件已满足: - 所有服务器的操作系统版本一致(如 CentOS 7 或 Windows),并安装了相同版本的 Redis 软件。 - 已关闭防火墙或开放必要的端口(默认 Redis 使用 6379 及其衍生端口)。 - 每台服务器上至少有两个 Redis 实例运行,分别作为主节点和从节点[^1]。 --- #### 三、具体步骤 ##### 1. 下载并解压 Redis 文件 下载指定版本的 Redis 压缩包(如 Redis 6.2.5 或更高版本),将其解压到目标路径下。例如,在 Linux 中执行以下命令: ```bash wget http://download.redis.io/releases/redis-6.2.5.tar.gz tar -zxvf redis-6.2.5.tar.gz cd redis-6.2.5 make ``` ##### 2. 创建多个实例目录 为每个 Redis 实例创建独立的工作目录,并复制 `redis.conf` 至对应文件夹中。例如: ```bash mkdir -p /service/redis/{6379,6380} cp redis.conf /service/redis/6379/ cp redis.conf /service/redis/6380/ ``` ##### 3. 修改配置文件 编辑每个实例下的 `redis.conf` 文件,设置不同的监听端口号和其他必要参数。以下是关键配置项: - 设置绑定 IP 地址:`bind 0.0.0.0` - 关闭保护模式:`protected-mode no` - 开启集群功能:`cluster-enabled yes` - 指定集群配置文件位置:`cluster-config-file nodes-{port}.conf` - 设定日志级别:`loglevel notice` ##### 4. 启动 Redis 实例 依次启动各个 Redis 实例。例如: ```bash redis-server /service/redis/6379/redis.conf redis-server /service/redis/6380/redis.conf ``` 如果是在多台物理机上部署,则需要远程登录每台机器重复上述过程[^2]。 ##### 5. 构建集群拓扑 利用 `redis-cli` 的集群管理工具完成初始化操作。假设当前存在六个节点分布在三台主机上,则可输入如下指令构建集群关系: ```bash redis-cli --cluster create \ 192.168.x.y:6379 192.168.x.z:6379 ... \ --replicas 1 ``` 其中 `--replicas` 参数表示每个主节点分配几个副本[^4]。 ##### 6. 验证集群状态 最后可以通过以下方式验证集群是否正常运作: ```bash redis-cli -c -h {任意IP} -p {任一口号} CLUSTER INFO CLUSTER NODES PING SET key value GET key ``` --- #### 四、注意事项 - 如果使用 Docker 容器来部署 Redis 集群,请确保容器间网络互通良好。 - 对于 Windows 平台上的开发测试场景,可通过批处理脚本来简化服务启动流程[^3]。 --- #### 五、示例代码片段 下面展示了一个简单的 Python 程序用于连接至 Redis 集群并向其中写入一条记录: ```python import redis r = redis.StrictRedisCluster(startup_nodes=[{"host": "127.0.0.1", "port": "6379"}], decode_responses=True) r.set('foo', 'bar') print(r.get('foo')) ``` ---
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