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Redis是目前大規模使用的緩存中間件，由于它強大、高效、便捷的功能，得到了廣泛的使用。
Redis在2015年發布了3.0.0，官方就已經支持了redis cluster。redis cluster在設計的時候，就考慮到了去中心化、去中間件。也就是說，集群中的每個節點都是平等的關系，每個節點都保存各自的數據和整個集群的狀態。每個節點都和其他所有節點連接，而且這些連接保持活躍，這樣就保證了我們只需連接集群中的任意一個節點，就可以獲取到其他節點的數據。
Redis集群是一個可以在多個Redis節點之間進行數據共享的設施。Redis集群不支持那些需要同時處理多個鍵的redis命令，因為執行這些命令需要在多個節點之間移動數據，并且在高負載的情況下，這些命令將降低redis集群的性能，并導致不可預測的行為。
Redis集群通過分區來提供一定程度的可用性，即使集群中一部分節點失效或者無法通信，集群也可以繼續處理命令請求。
Redis是如何合理發呢配這些節點和數據的？
Redis并沒有采用傳統的一致性哈希來分配數據，而是采用了另一種叫做哈希槽的方式分配的。Redis cluster默認分配了16384個slot，當我們set一個key時，會采用CRC16算法（循環冗余校驗碼）來獲取所屬的slot，然后將這個key分到哈希槽區間的節點山，具體算法：CRC16（key）%16384。
注意：必須是三個以上的主節點才可創建群集，否則群集會失敗。
Redis集群在工作時其中某一臺主節點宕機后有其他的master節點進行投票和選舉，并且投票的結果時一半以上才能確定主節點宕機，如果主節點宕機一半以上整個集群的狀態就是fail。這就是為什么至少需要三臺主節點才可搭建Redis群集環境。
Redis群集的好處：
- 1）具有將數據自動切分split到多個節點上的能力；
- 2）當群集中的一部分節點失效或者無法進行通訊時，仍然具有繼續處理命令請求的能力；
- 3）所有的rredis節點彼此互聯，內部使用二進制協議優化傳輸速度和帶寬；二進制協議：傳輸過程中給有消息頭和消息實體。如果消息頭長度固定。通過解析消息頭就可以得到消息實體；
- 4）節點的fail是通過集群中超過半數的節點檢測失效時才生效；
- 5）客戶端與redis節點直連，不需要中間proxy層，客戶端不需要連接集群所有節點，連接集群中任何一個可用節點即可；
Redis采用的之中哈希槽的分配方式有好也有壞，好處就是很清晰，比如：我想增加一個節點D，redis cluster的這種做法是從各個節點的前面各拿取一部分slot到D上。大致就會變成這樣：
節點A覆蓋1365-5460 節點B覆蓋6827-10922 節點C覆蓋12288-16383 節點D覆蓋01364,5461-6826,10923-12287 同樣刪除一個節點也是類似，移動完成后就可以刪除這個 節點了；
所以redis cluster就是這樣一個形狀，如圖：
Redis-cluster為了保證數據的高可用性，加入了主從模式，一個主節點對應一個或多個從節點。主節點提供數據存取，從節點則是從主節點獲取數據備份；當主節點宕機后，就會由這個從節點中選取一個來充當主節點，從而保證群集不會掛掉。
關于多臺Linux實現redis群集可以參考Redis數據庫群集
由于是使用單臺服務器實現集群環境，所以就根據其端口來進行區分！
下載Redis群集
[root@docker ~]# tar zxf redis-4.0.14.tar.gz -C /usr/local
[root@docker ~]# cd /usr/local/redis-4.0.14/
[root@docker redis-4.0.14]# make && make install //編譯安裝redis
[root@redis ~]# mkdir -p /usr/local/cluster/700{0..5}
//由于是在單臺創建多個節點，所以事先把這個目錄創建好，用于存放各個節點的配置信息
[root@docker ~]# cp /usr/local/redis-4.0.14/redis.conf /usr/local/cluster/7000
//將redis原本的配置文件復制一份
[root@docker ~]# vim /usr/local/cluster/7000/redis.conf //編譯7000節點的配置文件
92 port 7000 //修改監聽端口
158 pidfile /var/run/redis_7000.pid //修改pid文件名
672 appendonly yes //開啟aof持久化
676 appendfilename "appendonly-7000.aof" //修改持久化的配置文件名
814 cluster-enabled yes //開啟redis的群集模式
822 cluster-config-file nodes-7000.conf //修改群集的配置文件名
828 cluster-node-timeout 5000 //修改群集的等待時間
[root@docker ~]# cd /usr/local/cluster/7000
[root@docker 7000]# redis-server redis.conf //必須進入相應的目錄啟動redis服務不過啟動時，會出現這樣的錯誤，如圖：
[root@redis 7000]# vim /usr/local/cluster/7000/redis.conf //編寫7000節點的配置文件
136 daemonize yes //開啟守護進程讓其在后臺運行
[root@redis 7000]# echo 512 > /proc/sys/net/core/somaxconn
[root@redis 7000]# echo "vm.overcommit_memory = 1" >> /etc/sysctl.conf
[root@redis 7000]# sysctl -p
vm.overcommit_memory = 1
[root@redis 7000]# echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
//根據剛才提示的警告信息對redis服務簡單進行一個優化[root@redis 7000]# redis-server redis.conf //進入其目錄運行redis服務
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7001
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7002
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7003
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7004
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7005
//因為需要開啟六個節點，所以需要將其配置文件分為六份
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7001/g ../7001/redis.conf
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7002/g ../7002/redis.conf
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7003/g ../7003/redis.conf
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7004/g ../7004/redis.conf
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7005/g ../7005/redis.conf
//因為六個節點都是根據端口來區分，所以配置文件中只需修改以端口號命名的內容
[root@redis 7000]# cd ../7001 && redis-server redis.conf
[root@redis 7001]# cd ../7002 && redis-server redis.conf
[root@redis 7002]# cd ../7003 && redis-server redis.conf
[root@redis 7003]# cd ../7004 && redis-server redis.conf
[root@redis 7004]# cd ../7005 && redis-server redis.conf
//都是進入其相應的目錄啟動服務
[root@redis 7005]# netstat -anpt | grep redis
tcp 0 0 127.0.0.1:7004 0.0.0.0:* LISTEN 5615/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:7005 0.0.0.0:* LISTEN 5620/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:17000 0.0.0.0:* LISTEN 5524/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:17001 0.0.0.0:* LISTEN 5592/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:17002 0.0.0.0:* LISTEN 5605/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:17003 0.0.0.0:* LISTEN 5610/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:17004 0.0.0.0:* LISTEN 5615/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:17005 0.0.0.0:* LISTEN 5620/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:7000 0.0.0.0:* LISTEN 5524/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:7001 0.0.0.0:* LISTEN 5592/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:7002 0.0.0.0:* LISTEN 5605/redis-server 1
tcp 0 0 127.0.0.1:7003 0.0.0.0:* LISTEN 5610/redis-server 1
//查看端口都已經在監聽，剩下的17000這樣的端口是群集之間溝通使用的[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000 //隨便指定一個端口進入redis終端
127.0.0.1:7000> CLUSTER INFO //查看群集詳細信息
cluster_state:fail //發現現在是fail（失敗）的狀態
…………………… //省略 部分內容
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES //查看群集節點
d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb :7000@17000 myself,master - 0 0 0 connected
//發現加入群集的節點只有7000這個節點
127.0.0.1:7000> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7000 cluster addslots {0..5461}
OK
[root@redis 7005]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7001 cluster addslots {5462..10922}
OK
[root@redis 7005]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7002 cluster addslots {10923..16383}
OK
//為各個群集階段分配hash槽
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7000
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7001
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7002
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7003
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7004
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7005
OK
//用來連接不同的開啟集群支持的 Redis 節點，以進入工作集群
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000
127.0.0.1:7000> CLUSTER INFO
cluster_state:ok //再次查看群集狀態發現已經是“ok”的狀態
…………………… //省略部分內容
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES //再次查看群集節點信息如圖：
預設環境是7000是7003的主節點、7001是7004的主節點、7002是7005的主節點，操作如下：
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7003 //連接7003的節點
127.0.0.1:7003> CLUSTER REPLICATE d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb
OK //這個是7000的ID號
127.0.0.1:7003> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7004 //連接7004的節點
127.0.0.1:7004> CLUSTER REPLICATE 182a55ee8b38afbf5b48209979f220dc4da7c14a
OK //這個是7001的ID號
127.0.0.1:7004> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7005 //連接7005的節點
127.0.0.1:7005> CLUSTER REPLICATE 82b62bda5b31d8ee27aee8d7320663ee86276e9f
OK //這個是7002的ID號
127.0.0.1:7005> CLUSTER NODES //再次查看群集節點的詳細信息如圖：
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000 //進入節點插入數據進行測試
127.0.0.1:7000> set name lzj
(error) MOVED 5798 127.0.0.1:7001
//發現出現錯誤，提示應該是7001的節點來存儲這個數據
127.0.0.1:7000> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000 -c //使用“-c”選項表示進入群集中
127.0.0.1:7000> set name lzj //重新插入數據
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:7001
OK //提示將數據存放在7001節點上
127.0.0.1:7001> get name //獲取鍵所對應的值
"lzj"[root@redis 7001]# cd ../7001
[root@redis 7001]# redis-cli -p 7001 shutdown
//模擬7001節點故障
[root@redis 7001]# redis-cli -p 7000
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES //進入節點查看群集節點的狀態
127.0.0.1:7004> get name
"lzj"如圖：
[root@redis 7001]# redis-server redis.conf
//進入7001對應的目錄，啟動redis節點
[root@redis 7001]# redis-cli -p 7000
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES //進入群集查看群集狀態如圖：
下載ruby所需軟件包
[root@redis ~]# yum -y install rpm-build openssl openssl-devel
//安裝ruby所需依賴
[root@redis ~]# tar zxf ruby-2.3.1.tar.gz -C /usr/src
cd [root@redis ~]# cd /usr/src/ruby-2.3.1/
[root@redis ruby-2.3.1]# ./configure --prefix=/usr/local/ruby && make && make install
//編譯安裝ruby，可能時間較長
[root@redis ~]# ln -s /usr/local/ruby/bin/* /usr/local/bin
//為gem命令創建符號鏈接
[root@redis ~]# ln -s /usr/local/redis-4.0.14/src/* /usr/local/bin
//為redis常用命令創建符號鏈接
[root@redis ~]# gem install redis-3.3.0.gem
//使用gem命令安裝Redis群集必備軟件包[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//檢查群集節點狀態如圖：
[root@redis ~]# mkdir /usr/local/cluster/7006
[root@redis ~]# cd /usr/local/cluster/7006
//創建相應目錄并進入
[root@redis 7006]# cp ../7000/redis.conf .
[root@redis 7006]# sed -i s/7000/7006/g redis.conf
//復制配置文件、并進行修改
[root@redis 7006]# redis-server redis.conf
//修改7006節點的redis服務
[root@redis ~]# redis-trib.rb add-node 127.0.0.1:7006 127.0.0.1:7000
//將7006節點加入到7000節點群集環境中（默認是master狀態）
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//再次查看群集狀態如圖：
截圖時，不小心擋上了，可以發現7006這個節點是沒有槽點的，不能存儲數據的！
[root@redis ~]# redis-trib.rb reshard 127.0.0.1:7000 //分配7000這個群集的槽點
How many slots do you want to move (from 1 to 16384)? 4096 //針對多少個節點進行操作
What is the receiving node ID?7add42108b3fc3e9c0af2846fb06ceaf8b172c87
//給7006節點，這里輸入的是7006節點的ID號
Source node #1:all //從所有節點開始分配
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//再次查看群集狀態如圖：
[root@redis ~]# mkdir /usr/local/cluster/7007
[root@redis ~]# cd /usr/local/cluster/7007
//創建相應目錄并進入
[root@redis 7007]# cp ../7000/redis.conf .
[root@redis 7007]# sed -i s/7000/7007/g redis.conf
//復制配置文件并進行修改
[root@redis 7007]# redis-server redis.conf
//啟動7007節點redis服務
[root@redis ~]# redis-trib.rb add-node --slave 127.0.0.1:7007 127.0.0.1:7000
//往7000群集中添加7007節點，而且指定其為slave
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//查看群集狀態如圖：
[root@redis ~]# mkdir /usr/local/cluster/7008
[root@redis ~]# cd /usr/local/cluster/7008
[root@redis 7008]# cp ../7000/redis.conf .
[root@redis 7008]# sed -i s/7000/7008/g redis.conf
[root@redis 7008]# redis-server redis.conf
//創建相應目錄并進行修改配置文件，啟動服務
[root@redis ~]# redis-trib.rb add-node --slave --master-id 7add42108b3fc3e9c0af2846fb06ceaf8b172c87 127.0.0.1:7008 127.0.0.1:7000
//向群集中添加節點，指定其為salve，并指定主節點ID號（7006節點的ID）
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//查看群集狀態如圖：
[root@redis ~]# redis-trib.rb reshard 127.0.0.1:7000 //對群集節點進行操作
How many slots do you want to move (from 1 to 16384)? 4096 //針對多個節點進行操作
What is the receiving node ID?
7add42108b3fc3e9c0af2846fb06ceaf8b172c87 //這里輸入將刪除的槽節點給那個節點（7006節點）
Source node d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb //輸入刪除的節點
Source node done
Do you want to proceed with the proposed reshard plan (yes/no)? yes
//表示確認
[root@redis ~]# redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7000 d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb
//刪除7000群集中的7000節點
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7001 //查看群集狀態如圖：
——————————————本文到此結束，感謝閱讀————————————————————
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