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：
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。
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。
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 127.0.0.1:6384
Can 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
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
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
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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