Redis集群搭建

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摘要

基本介绍

Redis 集群是一个可以在多个 Redis 节点之间进行数据共享的设施installation。

Redis 集群不支持那些需要同时处理多个键的 Redis 命令， 因为执行这些命令需要在多个 Redis 节点之间移动数据， 并且在高负载的情况下， 这些命令将降低Redis集群的性能， 并导致不可预测的行为。

Redis 集群通过分区partition来提供一定程度的可用性availability： 即使集群中有一部分节点失效或者无法进行通讯， 集群也可以继续处理命令请求。

Redis集群提供了以下两个好处：

  • 将数据自动切分split到多个节点的能力。
  • 当集群中的一部分节点失效或者无法进行通讯时， 仍然可以继续处理命令请求的能力。

实验环境

主机名 系统 IP地址
redis-master CentOS 7 192.168.1.78
redis-slave CentOS 7 192.168.1.79

redis安装

下载最新稳定版的redis解压
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wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.2.tar.gz
tar -zxf redis-5.0.2.tar.gz
编译安装
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yum -y install gcc gcc-c++ libstdc++-devel tcl -y
cd redis-5.0.2
make && make install

遇到编译错误

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make MALLOC=libc && make install
将 redis-trib.rb 复制到 /usr/local/bin 目录下
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cd src
cp redis-trib.rb /usr/local/bin/
创建 Redis 节点

创建一些目录

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mkdir -p /usr/local/redis/conf
mkdir -p /usr/local/redis/bin
mkdir -p /usr/local/redis/redis-cluster
mkdir {7000,7001,7002}

将redis文件夹下的redis.conf复制到/usr/local/redis/conf/

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cp redis.conf /usr/local/redis/conf/

并将src目录下的命令文件（绿色的），复制到/usr/local/redis/bin/

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cp mkreleasehdr.sh redis-benchmark redis-check-aof redis-check-rdb redis-cli redis-sentinel redis-server redis-trib.rb /usr/local/redis/bin/

将redis.conf 拷贝到这三个目录中

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cp conf/redis.conf redis-cluster/7000
cp conf/redis.conf redis-cluster/7001
cp conf/redis.conf redis-cluster/7002

分别修改这三个配置文件，修改如下内容

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port  7000	#端口7000,7002,7003        
bind 本机ip	#默认ip为127.0.0.1 需要改为其他节点机器可访问的ip 否则创建集群时无法访问对应的端口，无法创建集群
daemonize    yes	#redis后台运行
pidfile  /var/run/redis_7000.pid	#pidfile文件对应7000,7001,7002
cluster-enabled  yes	#开启集群,把注释#去掉
cluster-config-file  nodes_7000.conf	#集群的配置  配置文件首次启动自动生成 7000,7001,7002
cluster-node-timeout  15000	#请求超时  默认15秒，可自行设置
appendonly  yes	#aof日志开启  有需要就开启，它会每次写操作都记录一条日志　

接着在另外一台机器上重复以上三步，只是把目录改为7003、7004、7005，对应的配置文件也按照这个规则修改即可

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mkdir {7003,7004,7005}
启动各个节点

第一台机器上执行

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cd /usr/local/redis
redis-server redis-cluster/7000/redis.conf
redis-server redis-cluster/7001/redis.conf
redis-server redis-cluster/7002/redis.conf

另外一台机器上执行

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cd /usr/local/redis
redis-server redis-cluster/7003/redis.conf
redis-server redis-cluster/7004/redis.conf
redis-server redis-cluster/7005/redis.conf
检查 redis 启动情况

第一台机器

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ps -ef | grep redis

root      61020      1  0 02:14 ?        00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7000 [cluster]
root      61024      1  0 02:14 ?        00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7001 [cluster]
root      61029      1  0 02:14 ?        00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7002 [cluster]
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netstat -tnlp | grep redis

tcp        0      0 127.0.0.1:17000             0.0.0.0:*                   LISTEN      61020/redis-server
tcp        0      0 127.0.0.1:17001             0.0.0.0:*                   LISTEN      61024/redis-server
tcp        0      0 127.0.0.1:17002             0.0.0.0:*                   LISTEN      61029/redis-server
tcp        0      0 127.0.0.1:7000              0.0.0.0:*                   LISTEN      61020/redis-server
tcp        0      0 127.0.0.1:7001              0.0.0.0:*                   LISTEN      61024/redis-server
tcp        0      0 127.0.0.1:7002              0.0.0.0:*                   LISTEN      61029/redis-server

另外一台机器

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ps -ef | grep redis

root       9957      1  0 02:32 ?        00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7003 [cluster]
root       9964      1  0 02:32 ?        00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7004 [cluster]
root       9971      1  0 02:32 ?        00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7005 [cluster]
root      10065   4744  0 02:38 pts/0    00:00:00 grep --color=auto redis
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netstat -tlnp | grep redis

tcp        0      0 127.0.0.1:17003         0.0.0.0:*               LISTEN      9957/redis-server 1
tcp        0      0 127.0.0.1:17004         0.0.0.0:*               LISTEN      9964/redis-server 1
tcp        0      0 127.0.0.1:17005         0.0.0.0:*               LISTEN      9971/redis-server 1
tcp        0      0 127.0.0.1:7003          0.0.0.0:*               LISTEN      9957/redis-server 1
tcp        0      0 127.0.0.1:7004          0.0.0.0:*               LISTEN      9964/redis-server 1
tcp        0      0 127.0.0.1:7005          0.0.0.0:*               LISTEN      9971/redis-server 1
创建集群

Redis 官方提供了 redis-trib.rb 这个工具，就在解压目录的 src 目录中，第三步中已将它复制到 /usr/local/bin 目录中，可以直接在命令行中使用了。使用下面这个命令即可完成安装。

注意：redis5.0使用redis-cli作为创建集群的命令，使用c语言实现，不再使用ruby语言。

使用redis-cli命令创建集群

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redis-cli --cluster create 192.168.1.78:7000 192.168.1.78:7001 192.168.1.78:7002 192.168.1.79:7003 192.168.1.79:7004 192.168.1.79:7005 --cluster-replicas 1

–cluster-replicas 1 命令的意思： 一主一从配置，六个节点就是 三主三从

以上是因为没有绑定地址，redis处于安全保护模式，解决方法

第一种禁用安全保护模式

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protected-mode no

第二种加上安全认证

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requirepass redis
masterauth redis

输入yes，成功如下图

集群验证

在第一台机器上连接集群的7002端口的节点，在另外一台连接7005节点，连接方式为 redis-cli -h 192.168.1.78 -c -p 7002 ,加参数 -C 可连接到集群，因为上面 redis.conf 将 bind 改为了ip地址，所以 -h 参数不可以省略。

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redis-cli -c -p 7000
redis-cli -c -p 7005

在7005节点执行命令set hello world，执行结果如下：

然后在另外一台7002端口，查看key为hello的内容，get hello，执行结果如下：

说明集群运作正常。

简单说一下原理

redis cluster在设计的时候，就考虑到了去中心化，去中间件，也就是说，集群中的每个节点都是平等的关系，都是对等的，每个节点都保存各自的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，而且这些连接保持活跃，这样就保证了我们只需要连接集群中的任意一个节点，就可以获取到其他节点的数据。

Redis 集群没有并使用传统的一致性哈希来分配数据，而是采用另外一种叫做哈希槽 (hash slot)的方式来分配的。redis cluster 默认分配了 16384 个slot，当我们set一个key 时，会用CRC16算法来取模得到所属的slot，然后将这个key 分到哈希槽区间的节点上，具体算法就是：CRC16(key) % 16384。所以我们在测试的时候看到set 和 get 的时候，直接跳转到了7000端口的节点。

Redis 集群会把数据存在一个 master 节点，然后在这个 master 和其对应的salve 之间进行数据同步。当读取数据时，也根据一致性哈希算法到对应的 master 节点获取数据。只有当一个master 挂掉之后，才会启动一个对应的 salve 节点，充当 master 。

需要注意的是：必须要3个或以上的主节点，否则在创建集群时会失败，并且当存活的主节点数小于总节点数的一半时，整个集群就无法提供服务了。