Linux下redis集群方案之redis cluster的搭建部署（redis版本：redis-5.0.3）

 

对于Redis集群方案有好多种，基本常用的就是twemproxy，codis，redis  cluster这三种解决方案。

 

本博文介绍redis  cluster。

 

上篇博文实现redis的高可用，针对的主要是master宕机的情况，我们发现所有节点的数据都是一样的，那么一旦数据量过大，redis也会存在效率下降的问题，redis3.0版本正式推出后，有效地解决了redis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架构方法达到负载均衡的目的。

 

一.redis  cluster集群的介绍

 

1.redis使用中遇到的瓶颈

 

我们日常在对于redis的使用中，经常会遇到一些问题

　　1、容量问题，单实例redis内存无法无限扩充，达到32G后就进入了64位世界，性能下降。

　　2、并发性能问题，redis号称单实例10万并发，但也是有尽头的。

 

2.redis-cluster的优势　　

 

1、官方推荐，毋庸置疑。

2、去中心化，集群最大可增加1000个节点，性能随节点增加而线性扩展。

3、管理方便，后续可自行增加或摘除节点，移动分槽等等。

4、简单，易上手。

 

3.redis-cluster名词介绍

 

1、master　　主节点、

2、slave　　　从节点

3、slot　　　　槽，一共有16384数据分槽，分布在集群的所有主节点中。

 

4.redis-cluster的设计

Redis集群搭建的方式有多种，例如使用zookeeper等，但从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，Redis-Cluster采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有 节点连接。其redis-cluster架构图如下：

图中描述的是六个redis实例构成的集群

6379端口为客户端通讯端口

16379端口为集群总线端口

集群内部划分为16384个数据分槽，分布在三个主redis中。

从redis中没有分槽，不会参与集群投票，也不会帮忙加快读取数据，仅仅作为主机的备份。

三个主节点中平均分布着16384数据分槽的三分之一，每个节点中不会存有有重复数据，仅仅有自己的从机帮忙冗余。

 

其结构特点：

     1、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。
     2、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。
     3、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。
     4、redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上，cluster 负责维护node<->slot<->value。

     5、Redis集群预分好16384个桶，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，根据 CRC16(key) mod 16384的值，决定将一个key放到哪个桶中。

 

 5.redis cluster节点分配

 

        假设我们现在有三个主节点，分别是：A, B, C 三个节点，它们可以是一台机器上的三个端口，也可以是三台不同的服务器。那么，采用哈希槽 (hash slot)的方式来分配16384个slot 的话，它们三个节点分别承担的slot 区间是：


      节点A覆盖0－5460；
      节点B覆盖5461－10922；
      节点C覆盖10923－16383。

    

     获取数据：

        如果存入一个值，按照redis cluster哈希槽的算法： CRC16('key')%16384 = 6782。 那么就会把这个key 的存储分配到 B 上了。同样，当我连接(A，B，C)任何一个节点想获取'key'这个key时，也会这样的算法，然后内部跳转到B节点上获取数据。

    

     新增一个主节点：

        新增一个节点D，redis cluster的这种做法是从各个节点的前面各拿取一部分slot到D上，我会在接下来的实践中实验。大致就会变成这样：
  

    节点A覆盖1365-5460
    节点B覆盖6827-10922
    节点C覆盖12288-16383
    节点D覆盖0-1364,5461-6826,10923-12287


     同样删除一个节点也是类似，移动完成后就可以删除这个节点了。

 

6.Redis Cluster主从模式

          redis cluster 为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。

      上面那个例子里，集群有ABC三个主节点,，如果这3个节点都没有加入从节点，如果B挂掉了，我们就无法访问整个集群了。A和C的slot也无法访问。

     所以我们在集群建立的时候，一定要为每个主节点都添加了从节点， 比如像这样,，集群包含主节点A、B、C,，以及从节点A1、B1、C1，那么即使B挂掉系统也可以继续正确工作。

     B1节点替代了B节点，所以Redis集群将会选择B1节点作为新的主节点，集群将会继续正确地提供服务。 当B重新开启后，它就会变成B1的从节点。

    不过需要注意，如果节点B和B1同时挂了，Redis集群就无法继续正确地提供服务了。

 

二.实验环境

 

1.selinux和firewalld状态为disabled

2.各主机信息如下：

主机	ip
server1	172.25.83.1

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