Redis集群模式安装搭建

最新推荐文章于 2025-06-05 01:00:00 发布
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#redis #数据库 #缓存

1、介绍

Redis集群 ( Redis Cluster) 是从Redis3.0 开始引入的分布式存储方案。集群由多个节点 (Node)组成，Redis 的数据分布在这些节点中。集群中的节点和从节点，只有主节点负责读写请求和集群信息的维护，从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。

2、作用

  • 数据分区：突破单机的存储限制，将数据分散到多个不同的节点存储；
  • 负载均衡：每个主节点都可以处理读写请求，提高了并发能力；
  • 高可用：集群有着和哨兵模式类似的故障转移能力，提升集群的稳定性；

3、原理

衡量数据分区方法的标准有两个重要因素：

1）是否均匀分区；

2）增减节点对数据分布的影响；

4、通信机制

在上面的哨兵方案中，节点被分为数据节点和哨兵节点，哨兵节点也是Redis服务，但只作为选举监控使用，只有数据节点会存储数据。而在Redis集群中，所有节点都是数据节点，也都参与集群的状态维护。

在Redis集群中，数据节点提供两个TCP端口，在配置防火墙时需要同时开启下面两类端口：

  • 普通端口：即客户端访问端口，如默认的6379；
  • 集群端口：普通端口号加10000，如6379的集群端口为16379，用于集群节点之间的通讯；

集群的节点之间通讯采用Gossip协议，节点根据固定频率(每秒10次)定时任务进行判断，当集群状态发生变化，如增删节点、槽状态变更时，会通过节点间通讯同步集群状态，使集群收敛。

  • MEET：在节点握手阶段，对新加入的节点发送meet消息，请求新节点加入当前集群，新节点收到消息会回复PONG消息
  • PING：节点互相发送ping消息，收到消息的会回复pong消息。ping消息内容包含本节点和其他节点的状态信息，以此达到状态同步
  • PONG：pong消息包含自身的状态数据，在接收到ping或meet消息时会回复pong消息，也会主动向集群广播pong消息
  • FAIL：当一个主节点判断另一个主节点进入fail状态时，会向集群广播这个消息，接收到的节点会保存消息并对该fail节点做状态判断
  • PUBLISH：当节点收到publish命令时，会先执行命令，会先执行命令，然后向集群广播publish消息，接收到消息的节点也会执行publish命令；

5、搭建集群

从Redis5之后可以直接使用redis-cli-cluster命令自动部署Redis集群

这里以一台机器上使用三主三从的方式部署Redis集群

IDIPPORT类型从节点
A127.0.0.16381主  AA
B127.0.0.16382主BB
C127.0.0.16383主CC
AA127.0.0.16384从
BB127.0.0.16385从
CC127.0.0.16386从

5.1、将redis目录复制出六个

cp -r /usr/local/soft/redis /usr/local/soft/redisA
cp -r /usr/local/soft/redis /usr/local/soft/redisB
cp -r /usr/local/soft/redis /usr/local/soft/redisC
cp -r /usr/local/soft/redis /usr/local/soft/redisAA
cp -r /usr/local/soft/redis /usr/local/soft/redisBB
cp -r /usr/local/soft/redis /usr/local/soft/redisCC

5.2、分别修改六个目录中的redis.conf文件

主要开启集群以及修改端口和文件路径

vim /usr/local/soft/redisA/redis.conf

port 6381
daemonize yes
pidfile "/var/run/redisA_6381.pid"
logfile "/usr/local/soft/redisA/redis_6381.log"
dir "/usr/local/soft/redisA/data"
cluster-enabled yes
cluster-node-timeout 15000
cluster-config-file node_6381.conf
dir "/usr/local/soft/redisA/data"

vim /usr/local/soft/redisB/redis.conf

port 6382
daemonize yes
pidfile "/var/run/redisB_6382.pid"
logfile "/usr/local/soft/redisB/redis_6382.log"
dir "/usr/local/soft/redisB/data"
cluster-enabled yes
cluster-node-timeout 15000
cluster-config-file node_6382.conf
pidfile "/var/run/redisB_6382.pid"

vim /usr/local/soft/redisC/redis.conf

port 6383
daemonize yes
pidfile "/var/run/redisC_6383.pid"
logfile "/usr/local/soft/redisC/redis_6383.log"
dir "/usr/local/soft/redisC/data"
cluster-enabled yes
cluster-node-timeout 15000
cluster-config-file node_6383.conf

vim /usr/local/soft/redisAA/redis.conf

port 6391
daemonize yes
pidfile "/var/run/redisAA_6391.pid"
logfile "/usr/local/soft/redisAA/redis_6391.log"
dir "/usr/local/soft/redisAA/data"
cluster-enabled yes
cluster-node-timeout 15000
cluster-config-file node_6391.conf

vim /usr/local/soft/redisBB/redis.conf

port 6392 
daemonize yes 
pidfile "/var/run/redisB_6392.pid" 
logfile "/usr/local/soft/redisBB/redis_6392.log" 
dir "/usr/local/soft/redisBB/data" 
cluster-enabled yes 
cluster-node-timeout 15000 
cluster-config-file node_6392.conf

vim /usr/local/soft/redisCC/redis.conf

port 6393
daemonize yes
pidfile "/var/run/redisCC_6393.pid"
logfile "/usr/local/soft/redisCC/redis_6393.log"
dir "/usr/local/soft/redisCC/data"
cluster-enabled yes
cluster-node-timeout 15000
cluster-config-file node_6393.conf

cluster-config-file：每个节点在运行过程中，会维护一份集群配置文件。

当集群信息发生变化时（如增减节点），集群内所有节点会将最新信息更新到该配置文件。

节点重启后，会重新读取该配置文件，获取集群信息，可以方便的重新加入到集群中。

也就是说，当 Redis 节点以集群模式启动时，会首先寻找是否有集群配置文件。

如果有则使用文件中的配置启动；如果没有，则初始化配置并将配置保存到文件中。

集群配置文件由 Redis 节点维护，不需要人工修改。

5.3、分别在6个目录下创建log文件和data目录

touch /usr/local/soft/redisA/redis_6381.log
touch /usr/local/soft/redisB/redis_6382.log
touch /usr/local/soft/redisC/redis_6383.log
touch /usr/local/soft/redisAA/redis_6391.log
touch /usr/local/soft/redisBB/redis_6392.log
touch /usr/local/soft/redisCC/redis_6393.log
touch /usr/local/soft/redisAA/redis_6391.log

mkdir /usr/local/soft/redisA/data
mkdir /usr/local/soft/redisB/data
mkdir /usr/local/soft/redisC/data
mkdir /usr/local/soft/redisAA/data
mkdir /usr/local/soft/redisBB/data
mkdir /usr/local/soft/redisCC/data

5.4、启动所有节点

redis-server /usr/local/soft/redisA/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisB/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisC/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisAA/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisBB/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisCC/redis.conf

5.5、 创建集群

  • 部署集群需要先启动各个节点的服务，此时这些节点都没加到集群中，使用*redis-cli --cluster create xxx*命令创建集群
  • 集群只需要被创建一次
  • 这里的--cluster-replicas表示每个主节点有几个副本节点
  • 192.168.100.100为master的IP 需根据自己实际情况指定
  • 否则无法通过JedisCluster代码访问Redis集群
redis-cli --cluster create 192.168.100.100:6381 192.168.100.100:6382 192.168.100.100:6383 192.168.100.100:6391 192.168.100.100:6392 192.168.100.100:6393 --cluster-replicas 1

三个主从

给每一个主节点分配一个从节点

*redis-cli --cluster*代替了之前的*redis-trib.rb*，我们无需安装ruby环境即可直接使用它附带的所有功能：创建集群、增删节点、槽迁移、完整性检查、数据重平衡等等。

确定没有问题输入yes

5.6 连接集群

redis-cli -p 6381 -c

-c表示一个class

set几个值，发现数据分散开了(Hash)

5.7、维护集群

# 停止集群
redis-cli -p 6381 shutdown
redis-cli -p 6382 shutdown
redis-cli -p 6383 shutdown
redis-cli -p 6391 shutdown
redis-cli -p 6392 shutdown
redis-cli -p 6393 shutdown

# 删除文件
rm -rf /usr/local/soft/redisA/data/*
rm -rf /usr/local/soft/redisB/data/*
rm -rf /usr/local/soft/redisC/data/*
rm -rf /usr/local/soft/redisAA/data/*
rm -rf /usr/local/soft/redisBB/data/*
rm -rf /usr/local/soft/redisCC/data/*

# 重新启动6个Redis服务
redis-server /usr/local/soft/redisA/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisB/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisC/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisAA/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisBB/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisCC/redis.conf
redis-server /usr/local/soft/redisA/redis.conf

# 重新创建集群
redis-cli --cluster create 192.168.100.100:6381 192.168.100.100:6382 192.168.190.100:6383 192.168.100.100:6391 192.168.190.100:6392 192.168.100.100:6393 --cluster-replicas 1

5.7 Redis集群的限制

由于Redis集群中数据分布在不同的节点上，因此有些功能会受限：

  • db库：单机的Redis默认有16个db数据库，但在集群模式下只有一个db0；
  • 复制结构：上面的复制结构有树状结构，但在集群模式下只允许单层复制结构；
  • 事务/lua脚本：仅允许操作的key在同一个节点上才可以在集群下使用事务或lua脚本；(使用Hash Tag可以解决)
  • key的批量操作：如mget,mset操作，只有当操作的key都在同一个节点上才可以执行；(使用Hash Tag可以解决)
  • keys/flushall：只会在该节点之上进行操作，不会对集群的其他节点进行操作；

HashTag

由于key被分布在不同的节点之上，因此无法跨节点做事务或lua脚本操作，但我们可以使用hash tag方式解决。

hash tag：当key包含{}的时候，不会对整个key做hash，只会对{}包含的部分做hash然后分配槽slot；因此我们可以让不同的key在同一个槽内，这样就可以解决key的批量操作和事务及lua脚本的限制了；

但由于hash tag会将不同的key分配在相同的slot中，如果使用不当，会造成数据分布不均的情况，需要注意

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（2）redis-cli -c -h -p：-c表示集群模式，指定ip地址和端口号，如：//xxx/redis/src/redis-cli -c -h 127.0.0.1 -p 8001。2、哨兵节点接收 redisClient 客户端请求后，会监控redis服务的master主节点，如果master主节点挂掉哨兵则会选举某个slave从节点来担任master主节点服务。这里以redis 7.0.8 版本为例。8、（此步骤未经验证，慎用）自定义指定主节点，不使用 redis-cli 自动分配的主节点。
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