centos7安装配置Redis Cluster集群，什么是redis cluster集群？redis cluster集群的搭建与部署

Redis Cluster集群

Redis Cluster是Redis官方提供的分布式解决方案。当遇到内存、并发、流量等瓶颈时，就可以采用Cluster架构达到负载均衡目的。

1.为什么要用redis-cluster集群？

1.首先Redis单实例主要有单点，容量有限，流量压力上限的问题。
Redis单点故障，可以通过主从复制replication，和自动故障转移sentinel哨兵机制。但Redis单Master实例提供读写服务，仍然有容量和压力问题。

2.并发问题
redis官方声称可以达到 10万/每秒,每秒执行10万条命令
假如业务需要每秒100万的命令执行呢？

解决方案如下
1.正确的应该是考虑分布式，加机器，把数据分到不同的位置，那么一堆机器做一件事，分摊集中式的压力。但是还需要一定的机制保证数据分区，并且数据在各个主Master节点间不能混乱。

总结:
redis cluster:主要是针对海量数据+高并发+高可用的场景，海量数据，如果你的数据量很大，那么建议就用redis cluster

从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，它是Redis官方提出的解决方案：

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：

2.1.redis cluster特点

1.所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制)。
2.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。
3.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。

2.2redis-cluster数据分布

分布式数据分布方式为一致性hsah方式。

redis集群的hash slot方式：

Redis集群中有16384个哈希槽，每个redis实例负责一部分slot，集群中的所有信息通过节点数据交换而更新。

2.3数据分布存储原理

Redis 集群使用数据分片（sharding）来实现：Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数(集群使用公式 CRC16(key) % 16384)，这样每个key 都会对应一个编号在 0-16384 之间的哈希槽，那么redis就会把这个key 分配到对应范围的节点上了。同样，当连接三个节点任何一个节点想获取这个key时，也会这样的算法，然后内部跳转到存放这个key节点上获取数据。

例如三个节点：哈希槽分布的值如下：

cluster1:  0-5460
cluster2:  5461-10922
cluster3:  10923-16383

3、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.

1.主从切换机制
选举过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与故障节点通信超过(cluster-node-timeout),认为该节点故障，自动触发故障转移操作.  #故障节点对应的从节点自动升级为主节点


2.什么时候整个集群就不能用了？
如果集群任意一个主节点挂掉,且当前主节点没有从节点，则集群将无法继续，因为没有办法为这个节点承担范围内的哈希槽提供服务。但是，如果这个主节点和所对应的从节点同时失败，则Redis Cluster无法继续运行。

二、集群部署

环境准备:
1.准备三机器，关闭防火墙和selinux
2.制作解析并相互做解析。
注:规划架构两种方案，一种是单机多实例，这里我们采用多机器部署:
三台机器，每台机器上面两个redis实例，一个master一个slave，第一列做主库，第二列做备库
#记得选出控制节点

redis-cluster1 192.168.116.172   7000、7001
redis-cluster2 192.168.116.173   7002、7003
redis-cluster3 192.168.116.174   7004、7005

1.三台机器相同操作

1.安装redis
[root@redis-cluster1 ~]# mkdir /data
[root@redis-cluster1 ~]# yum -y install gcc automake autoconf libtool make
[root@redis-cluster1 ~]# wget https://download.redis.io/releases/redis-6.2.0.tar.gz
[root@redis-cluster1 ~]# tar xzvf redis-6.2.0.tar.gz -C /data/
[root@redis-cluster1 ~]# cd /data/
[root@redis-cluster1 data]# mv redis-6.2.0/ redis
[root@redis-cluster1 data]# cd redis/
[root@redis-cluster1 redis]# make    #编译
[root@redis-cluster1 redis]# mkdir /data/redis/data #创建存放数据的目录

2.创建节点目录:按照规划在每台redis节点的安装目录中创建对应的目录（以端口号命名）
[root@redis-cluster1 redis]# pwd
/data/redis
[root@redis-cluster1 redis]# mkdir cluster #创建集群目录
[root@redis-cluster1 redis]# cd cluster/
[root@redis-cluster1 cluster]# mkdir 7000 7001 #创建节点目录

[root@redis-cluster2 redis]# mkdir cluster
[root@redis-cluster2 redis]# cd cluster/
[root@redis-cluster2 cluster]# mkdir 7002 7003

[root@redis-cluster3 redis]# mkdir cluster
[root@redis-cluster3 redis]# cd cluster/
[root@redis-cluster3 cluster]# mkdir 7004 7005

3.拷贝配置文件到节点目录中，#三台机器相同操作
[root@redis-cluster1 cluster]# cp /data/redis/redis.conf 7000/
[root@redis-cluster1 cluster]# cp /data/redis/redis.conf 7001/

[root@redis-cluster2 cluster]# cp /data/redis/redis.conf 7002/
[root@redis-cluster2 cluster]# cp /data/redis/redis.conf 7003/

[root@redis-cluster3 cluster]# cp /data/redis/redis.conf 7004/
[root@redis-cluster3 cluster]# cp /data/redis/redis.conf 7005/

4.修改集群每个redis配置文件。(主要是端口、ip、pid文件，三台机器相同操作)，修改如下：
[root@redis-cluster1 cluster]# cd 7000/
[root@redis-cluster1 7000]# vim redis.conf #修改如下
bind 192.168.116.172  #每个实例的配置文件修改为对应节点的ip地址
port 7000   #监听端口，运行多个实例时，需要指定规划的每个实例不同的端口号
daemonize yes #redis后台运行
pidfile /var/run/redis_7000.pid #pid文件，运行多个实例时，需要指定不同的pid文件
logfile /var/log/redis_7000.log #日志文件位置，运行多实例时，需要将文件修改的不同。
dir /data/redis/data #存放数据的目录
appendonly yes #开启AOF持久化，redis会把所接收到的每一次写操作请求都追加到appendonly.aof文件中，当redis重新启动时，会从该文件恢复出之前的状态。
appendfilename "appendonly.aof"  #AOF文件名称
appendfsync everysec #表示对写操作进行累积，每秒同步一次
以下为打开注释并修改
cluster-enabled yes #启用集群
cluster-config-file nodes-7000.conf #集群配置文件，由redis自动更新，不需要手动配置，运行多实例时请注修改为对应端口
cluster-node-timeout 5000 #单位毫秒。集群节点超时时间，即集群中主从节点断开连接时间阈值，超过该值则认为主节点不可以，从节点将有可能转为master
cluster-replica-validity-factor 10 #在进行故障转移的时候全部slave都会请求申请为master，但是有些slave可能与master断开连接一段时间了导致数据过于陈旧，不应该被提升为master。该参数就是用来判断slave节点与master断线的时间是否过长。
cluster-migration-barrier 1 #一个主机将保持连接的最小数量的从机，以便另一个从机迁移到不再被任何从机覆盖的主机
cluster-require-full-coverage yes #集群中的所有slot（16384个）全部覆盖，才能提供服务

#注：
所有节点配置文件全部修改切记需要修改的ip、端口、pid文件...避免冲突。确保所有机器都修改。

5.启动三台机器上面的每个节点(三台机器相同操作)
[root@redis-cluster1 ~]# cd /data/redis/src/
[root@redis-cluster1 src]# ./redis-server ../cluster/7000/redis.conf 
[root@redis-cluster1 src]# ./redis-server ../cluster/7001/redis.conf

[root@redis-cluster2 7003]# cd /data/redis/src/
[root@redis-cluster2 src]# ./redis-server ../cluster/7002/redis.conf 
[root@redis-cluster2 src]# ./redis-server ../cluster/7003/redis.conf

[root@redis-cluster3 7005]# cd /data/redis/src/
[root@redis-cluster3 src]# ./redis-server ../cluster/7004/redis.conf 
[root@redis-cluster3 src]# ./redis-server ../cluster/7005/redis.conf

查看端口

6.创建集群：在其中一个节点操作就可以
redis节点搭建起来后，需要完成redis cluster集群搭建，搭建集群过程中，需要保证6个redis实例都是运行状态。
Redis是根据IP和Port的顺序，确定master和slave的，所以要排好序，再执行。

参数:
--cluster-replicas 1:表示为集群中的每个主节点创建一个从节点.书写流程:主节点ip+port 对应一个从节点ip+port（正常是前面三个节点为主节点，后面的为从节点）

[root@redis-cluster1 src]# cd /data/redis/src/
[root@redis-cluster1 src]# ./redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.116.172:7000 192.168.116.172:7001 192.168.116.173:7002 192.168.116.173:7003 192.168.116.174:7004 192.168.116.174:7005
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
Adding replica 192.168.116.173:7003 to 192.168.116.172:7000
Adding replica 192.168.116.174:7005 to 192.168.116.173:7002
Adding replica 192.168.116.172:7001 to 192.168.116.174:7004
M: de5b4b2f6a559362ed56d4de1e3994fd529917b5 192.168.116.172:7000
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
S: 2e8c1caa63ac4a1b9a6eea4f0fd5eab4c6b73c21 192.168.116.172:7001
   replicates 60e3755761c9cbdacb183f59e3d6205da5335e86
M: e0370608cd33ddf5bb6de48b5627799e181de3b6 192.168.116.173:7002
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
S: 4035841f20f07674671e6bff5d4c6db99c00626b 192.168.116.173:7003
   replicates de5b4b2f6a559362ed56d4de1e3994fd529917b5
M: 60e3755761c9cbdacb183f59e3d6205da5335e86 192.168.116.174:7004
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: e200afc33b10bd6975160bfeda7277d02371981a 192.168.116.174:7005
   replicates e0370608cd33ddf5bb6de48b5627799e181de3b6
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes  #写yes同意
>>> Nodes configuration updated
>>> Assign a different config epoch to each node
>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
Waiting for the cluster to join
.
>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.116.172:7000)
M: de5b4b2f6a559362ed56d4de1e3994fd529917b5 192.168.116.172:7000
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: e0370608cd33ddf5bb6de48b5627799e181de3b6 192.168.116.173:7002
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 2e8c1caa63ac4a1b9a6eea4f0fd5eab4c6b73c21 192.168.116.172:7001
   slots: (0 slots) slave
   replicates 60e3755761c9cbdacb183f59e3d6205da5335e86
M: 60e3755761c9cbdacb183f59e3d6205da5335e86 192.168.116.174:7004
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 4035841f20f07674671e6bff5d4c6db99c00626b 192.168.116.173:7003
   slots: (0 slots) slave
   replicates de5b4b2f6a559362ed56d4de1e3994fd529917b5
S: e200afc33b10bd6975160bfeda7277d02371981a 192.168.116.174:7005
   slots: (0 slots) slave
   replicates e0370608cd33ddf5bb6de48b5627799e181de3b6
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

7.查看集群状态可连接集群中的任一节点，此处连接了集群中的节点192.168.116.172:7000
#登录集群客户端，-c标识以集群方式登录
[root@redis-cluster1 src]# ./redis-cli -h 192.168.116.172 -c -p 7000
192.168.116.172:7000> ping
PONG
192.168.116.173:7002> cluster info  #查看集群信息
cluster_state:ok  #集群状态
cluster_slots_assigned:16384 #分配的槽
cluster_slots_ok:16384
cluster_slots_pfail:0
cluster_slots_fail:0
cluster_known_nodes:6 #集群实例数
......

192.168.116.172:7000> cluster nodes  #查看集群实例

参数解释：
runid: 该行描述的节点的id。
ip:prot: 该行描述的节点的ip和port
flags: 分隔的标记位，可能的值有：
1.master: 该行描述的节点是master
2.slave: 该行描述的节点是slave
3.fail?:该行描述的节点可能不可用
4.fail:该行描述的节点不可用（故障）
master_runid: 该行描述的节点的master的id,如果本身是master则显示-
ping-sent: 最近一次发送ping的Unix时间戳，0表示未发送过
pong-recv：最近一次收到pong的Unix时间戳，0表示未收到过
config-epoch: 主从切换的次数
link-state: 连接状态，connnected 和 disconnected
hash slot: 该行描述的master中存储的key的hash的范围

三、集群操作

1、客户端登陆

测试链接redis，存取数据(链接集群中任意一台机器就可以。)
存：
[root@redis-cluster1 src]# ./redis-cli -h 192.168.116.172 -c -p 7000
192.168.116.172:7000> ping
PONG
192.168.116.172:7000> set name jack
-> Redirected to slot [5798] located at 192.168.116.173:7002
OK
192.168.116.173:7002>

读
[root@redis-cluster3 src]# ./redis-cli -h 192.168.116.173 -c -p 7002
192.168.116.173:7002> ping 
PONG
192.168.116.173:7002> get name
"jack"
192.168.116.173:7002> exists name  #查看某一个key是否存在
(integer) 1

四、主从切换

测试：
1.将节点cluster1的主节点7000端口的redis关掉
[root@redis-cluster1 src]# ps -ef |grep redis 
root      15991      1  0 01:04 ?        00:02:24 ./redis-server 192.168.116.172:7000 [cluster]
root      16016      1  0 01:04 ?        00:02:00 ./redis-server 192.168.116.172:7001 [cluster]
root      16930   1595  0 08:04 pts/0    00:00:00 grep --color=auto redis
[root@redis-cluster1 src]# kill -9 15991

查看集群信息：
192.168.116.173:7002> CLUSTER nodes

可以看到7000端口这个redis已经是fail失败的了。

2.将该节点的7000端口redis启动在查看
[root@redis-cluster1 log]# cd /data/redis/src/
[root@redis-cluster1 src]# ./redis-server ../cluster/7000/redis.conf

查看节点信息：
192.168.116.173:7002> CLUSTER nodes

可以看到已经主从切换了