# Redis 入门到精通（十一）-- 集群

Redis 入门到精通（十一）-- 集群

一、redis 集群 – 集群简介

1、现状问题：业务发展过程中遇到的峰值瓶颈

  • redis提供的服务OPS可以达到10万/秒，当前业务OPS已经达到10万/秒。
  • 内存单机容量达到256G，当前业务需求内存容量1T。
  • 使用集群的方式可以快速解决上述问题。

2、集群架构

集群就是使用网络将若干台计算机联通起来，并提供统一的管理方式，使其对外呈现单机的服务效果。

3、集群作用

  • 分散单台服务器的访问压力，实现负载均衡。
  • 分散单台服务器的存储压力，实现可扩展性。
  • 降低单台服务器宕机带来的业务灾难。

4、集群示例图：

78-集群示例图.png

二、redis 集群 – 集群存储结构设计

1、redis 集群存储结构设计包括：

1）redis 数据存储设计
2）redis 集群内部通讯设计

2、redis 数据存储设计

  • 通过算法设计，计算出 key 应该保存的位置。
  • 将所有的存储空间计划切割成16384份，每台主机保存一部分。
    每份代表的是一个存储空间，不是一个key的保存空间。
  • 将key按照计算出的结果放到对应的存储空间。

79-redis数据存储设计-1.png
79-redis数据存储设计-2.png

3、redis 集群内部通讯设计

  • 各个数据库相互通信，保存各个库中槽的编号数据。
  • 一次命中，直接返回。
  • 一次未命中，告知具体位置。

80-redis集群内部通讯设计.png

三、redis 集群 – cluster集群搭建

1、cluster集群搭建：master-01 窗口 服务端

（打开一个终端，作为主节点1 master-01 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录 （master-01窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 切换到 redis 安装目录下的 data 目录（此目录为自己创建的目录） （master-01窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/data/# 清除 data 目录下的所有文件。
rm -rf *# 切换到 redis 安装目录下
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 查看并编辑 redis 配置文件，添加 cluster集群 配置
vim conf/redis.conf # 内容如下：
port 6379
daemonize no 
dir /usr/local/redis/redis-4.0.0/data 
dbfilename dump-6379.rdb 
rdbcompression yes 
rdbchecksum yes 
save 10 2
appendonly yes
appendfsync always 
appendfilename appendonly-6379.aof
bind 127.0.0.1
databases 16
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 10000# 切换到 redis 安装目录下的 conf 目录：
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/conf/# 复制 redis.conf 6个，并改变相应端口号等。
cat redis.conf > redis-6379.conf sed "s/6379/6380/g" redis-6379.conf > redis-6380.conf 
sed "s/6379/6381/g" redis-6379.conf > redis-6381.conf 
sed "s/6379/6382/g" redis-6379.conf > redis-6382.conf 
sed "s/6379/6383/g" redis-6379.conf > redis-6383.conf 
sed "s/6379/6384/g" redis-6379.conf > redis-6384.conf 
sed "s/6379/6385/g" redis-6379.conf > redis-6385.conf # 检查一下各配置文件，端口号和输出文件是否已经配置好
cat redis-6380.conf
cat redis-6381.conf
cat redis-6382.conf
cat redis-6383.conf
cat redis-6384.conf
cat redis-6385.conf# 切换到 redis 安装目录下
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 指定配置文件，启动 redis 服务
redis-server conf/redis-6379.conf

2、cluster集群搭建：master-02 窗口 服务端

（打开一个终端，作为主节点2 master-02 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录下（master-02窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 指定配置文件，启动 redis 服务
redis-server conf/redis-6380.conf

3、cluster集群搭建：master-03 窗口 服务端

（打开一个终端，作为主节点3 master-03 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录下（master-03窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 指定配置文件，启动 redis 服务(master-03窗口)：
redis-server conf/redis-6381.conf

4、cluster集群搭建：slave-01 窗口 服务端

（打开一个终端，作为从节点1 slave-01 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录下（slave-01窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 指定配置文件，启动 redis 服务
redis-server conf/redis-6382.conf

5、cluster集群搭建：slave-02 窗口 服务端

（打开一个终端，作为从节点2 slave-02 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录下（slave-02窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 指定配置文件，启动 redis 服务
redis-server conf/redis-6383.conf

6、cluster集群搭建：slave-03 窗口 服务端

（打开一个终端，作为从节点3 slave-03 服务端）


# 切换到 redis 安装目录下（slave-03 窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 指定配置文件，启动 redis 服务
redis-server conf/redis-6384.conf

7、打开另一终端客户端（主命令操作客户端 窗口）


# 切换到 redis 安装目录下（主命令操作客户端 窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 查看 redis 服务端 启动情况
ps -ef | grep redis # 查看 src 目录的 redis-trib.rb (需要提前安装 ruby-2.3.1p112 和 gem-2.7.7, 并注意版本冲突问题)# 切换到  redis 安装目录下的 src 目录 
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/src/ # 当前目录，启动 redis-trib.rb 创建一对一集群
./redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:6379 127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 
127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384Can I set the above configuration?(type 'yes' to accept): yes # 所有节点都加入配置,redis 集群搭建完成。

8、打开另一终端客户端（机动客户端 窗口），连接 节点服务端


# 启动另一客户端（机动客户端 窗口）：# 切换到 redis 安装目录 data 目录（集群创建后，生成多个配置文件） 
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/data/ # 查看几个配置文件变化
cat nodes-6379.conf cat nodes-6384.conf

81-启动redis-trib.rb创建一对一集群.png

9、redis 搭建方式

1）原生安装（单条命令）

  • 配置服务器（3主3从）。
  • 建立通信（Meet）。
  • 分槽（Slot）。
  • 搭建主从（master-slave）。

2）工具安装（批处理）。

四、redis 集群 – 设置与获取数据

1、打开另一终端客户端（master-cli-01客户端 窗口）


# 切换到 redis 安装目录下（master-cli-01客户端 窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 连接 redis 集群服务器（默认连接6379），创建数据 
redis-cli -c 
127.0.0.1:6379> set name redis-6379

2、打开另一终端客户端（slave-cli-01客户端 窗口）


# 切换到 redis 安装目录下（slave-cli-01客户端 窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 连接 redis 集群服务器，获取数据 
redis-cli -c -p 6382
127.0.0.1:6382> get name

五、redis 集群 – 主从下线与主从切换

1、cluster集群搭建：slave-01 窗口 服务端，测试停止 slave-01（6382从节点1服务）

（打开一个终端，作为从节点1 slave-01 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录下（slave-01窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 测试停止 slave-01（6382从节点1服务），查看其他节点服务日志变化
Ctrl + c 停止6382从节点1服务slave-01# 指定配置文件，启动 redis 服务，再次查看其他节点服务日志变化
redis-server conf/redis-6382.conf

82-停止slave-01-6382从节点1服务.png

2、cluster集群搭建：master-01 窗口 服务端

（打开一个终端，作为主节点1 master-01 窗口 服务端）


# 切换到 redis 安装目录 （master-01窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 测试停止 主节点1 master-01-6379 服务，查看其他节点服务日志变化
Ctrl + c 停止6379主节点1服务master-01# 指定配置文件，启动 redis 服务，再次查看其他节点服务日志变化
redis-server conf/redis-6379.conf

83-停止主节点1-master-01-6379服务.png

3、打开另一终端客户端（slave-cli-01客户端 窗口）


# 切换到 redis 安装目录下（slave-cli-01客户端 窗口）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/# 连接 redis 集群服务器，获取数据 
redis-cli -c -p 6382
127.0.0.1:6382> get name # 查看节点信息
127.0.0.1:6382> cluster nodes

4、Cluster 配置

1）添加节点

cluster-enabled yes|no

2）cluster 配置文件名，该文件属于自动生成，仅用于快速查找文件并查询文件内容

cluster-config-file <filename>

3）节点服务响应超时时间，用于判定该节点是否下线或切换为从节点

cluster-node-timeout <milliseconds>

4）master 连接的 slave 最小数量

cluster-migration-barrier <count>

5、Cluster 节点操作命令

1）查看集群节点信息

cluster nodes

2）进入一个从节点 redis，切换其主节点

cluster replicate <master-id>

3）发现一个新节点，新增主节点

cluster meet ip:port

4）忽略一个没有solt的节点

cluster forget <id>

5）手动故障转移

cluster failover

6、redis-trib 命令

1）添加节点：redis-trib.rb add-node
2）删除节点：redis-trib.rb del-node
3）重新分片：redis-trib.rb reshard

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