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Redis群集部署及原理-創(chuàng)新互聯(lián)

一、Redis群集架構(gòu)細節(jié)：

創(chuàng)新互聯(lián)公司專注于企業(yè)營銷型網(wǎng)站、網(wǎng)站重做改版、石林網(wǎng)站定制設(shè)計、自適應品牌網(wǎng)站建設(shè)、html5、購物商城網(wǎng)站建設(shè)、集團公司官網(wǎng)建設(shè)、外貿(mào)網(wǎng)站制作、高端網(wǎng)站制作、響應式網(wǎng)頁設(shè)計等建站業(yè)務(wù)，價格優(yōu)惠性價比高，為石林等各大城市提供網(wǎng)站開發(fā)制作服務(wù)。

1、所有的Redis節(jié)點彼此互聯(lián)（PING-PONG機制）內(nèi)部使用二進制協(xié)議優(yōu)先傳輸速度和帶寬。

2、節(jié)點的失效（fail）在群集中超過半數(shù)的主（master）節(jié)點檢測失效時才會生效。

3、客戶端與redis節(jié)點直連，不需要中間代理（proxy）層，客戶端不需要連接群集所有節(jié)點，連接群集中任何一個可用節(jié)點即可。

4、redis-cluster把所有的物理節(jié)點映射到 [ 0-1638 ] slot 上，cluster負責維護node< - >slot< - > key。
二、redis-cluster選舉：
選舉過程是群集中所有master參與，如果半數(shù)以上master節(jié)點與當前master節(jié)點通信超時（cluster-node-timeout），認為當前master節(jié)點掛掉。以下兩種情況為整個群集不可用（cluster_state：fail），當群集不可用時，所有對群集的操作都不可用，收到（（error）CLUSTERDOWN Thecluster is down）錯誤：

  • 如果群集中任意master掛掉，且當前master沒有slave，則群集進入fail狀態(tài)，也可以理解成群集的slot映射 [ 0-16383 ]不完整時進入fail狀態(tài)。

  • 如果群集中超過半數(shù)的master掛掉，無論是否有slave，群集都進入fail狀態(tài)。

默認情況下，每個群集的節(jié)點都是用兩個TCP端口，一個是6379，一個是16379；6379服務(wù)于客戶端的連接，16379用于群集總線，就是使用二進制協(xié)議的節(jié)點到節(jié)點通信通道。節(jié)點使用群集總線進行故障檢測、配置更新、故障轉(zhuǎn)移授權(quán)等。
Redis群集原理：

1、Redis集群架構(gòu)：

Redis Cluster采用虛擬槽分區(qū)，將所有的數(shù)據(jù)根據(jù)算法映射到0~16384整數(shù)槽內(nèi)
Redis Cluster是一個無中心的結(jié)構(gòu)
每個節(jié)點都保存數(shù)據(jù)和整個集群的狀態(tài)
2、集群角色：
Master：Master之間分配slots
Slave：Slave向它指定的Master同步數(shù)據(jù)
3、集群節(jié)點使用的TCP端口
6379端口用于客戶端的連接
16379端口用于群集總線

Redis3.0版本以上開始支持群集，采用的是hash slot（哈希槽），可以將多個Redis實例整合在一起，形成一個群集，也就是將數(shù)據(jù)分散到群集的多臺服務(wù)器上。
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Redis cluster（Redis 群集）是一個無中心的結(jié)構(gòu)，如下圖所示，每個節(jié)點都會保存數(shù)據(jù)和整個群集的狀態(tài)。每個節(jié)點都會保存其他節(jié)點的信息，知道其他節(jié)點所負責的槽，并且會與其他節(jié)點定時發(fā)送心跳信息，能夠及時感知群集中異常的節(jié)點。
Redis 群集部署及原理
當客戶端向群集中任一節(jié)點發(fā)送與數(shù)據(jù)庫鍵有關(guān)的命令時，接受命令的節(jié)點會計算出命令要處理的數(shù)據(jù)屬于哪個槽，并檢查這個槽是否指派給了自己，如果鍵所在的槽正好指派給了當前節(jié)點，那么節(jié)點直接執(zhí)這個命令；如果鍵值所在的槽并沒有指派給當前節(jié)點，那么節(jié)點會向客戶端返回一個MOVED錯誤，指引客戶端轉(zhuǎn)向（redirect）正確的節(jié)點，并再次發(fā)送之前想要執(zhí)行的命令。
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群集角色有master和slave。master之間分配slots，一共16384個slot。slave向它指定的master同步數(shù)據(jù)，實現(xiàn)備份。當其中一個master無法提供服務(wù)時，該master的slave將提升為master，以保證群集間slot的完整性。當其中的某一個master和它的slave都失效，導致了slot不完整，群集失效，這時就需要運維人員去處理了。
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群集搭建好后，群集中的每個節(jié)點都會定期地向其他節(jié)點發(fā)送PING消息，如果接收PING消息的節(jié)點沒有在規(guī)定的時間內(nèi)返回PONG消息，那么發(fā)送PING消息的節(jié)點就會將其標記為疑似下線（PFAIL）。各個節(jié)點會通過互相發(fā)送消息的方式來交換群集中各個節(jié)點的狀態(tài)信息。如果已經(jīng)在一個群集里面，半數(shù)以上的主節(jié)點都將某個主節(jié)點x報告為疑似下線，那么這個主節(jié)點x將被標記為已下線（FAIL），同時會向群集廣播一條關(guān)于主節(jié)點x的FAIL消息，所有收到這條FAIL消息的節(jié)點都會立即將主節(jié)點x標記為已下線。
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當需要減少或者增加群集中的服務(wù)器時，我們需要將已經(jīng)指派給某個節(jié)點（源節(jié)點）的槽改為指派給另一個節(jié)點（目標節(jié)點），并且將相關(guān)槽所包含的鍵值對從源節(jié)點移動到目標節(jié)點。
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Redis群集的重新分片操作時由Redis的群集管理軟件redis-trib負責執(zhí)行的，不支持自動分片，而且需要自己計算從哪些節(jié)點遷移多少Slot。在重新分片的過程中，群集無需下線，并且源節(jié)點和目標節(jié)點都可以繼續(xù)處理命令請求。
準備工作：
1、六臺服務(wù)器，三臺為master、三臺為slave，這里均為centos 7，IP地址依次為192.168.1.10--60（參與群集的服務(wù)器數(shù)量最好為偶數(shù)，每個master會自動對應一個slave，若為奇數(shù)，群集無法實現(xiàn)冗余，因為必定有一個master沒有對應的slave，一旦這個master宕機，整個群集就會丟失一部分數(shù)據(jù)）；
2、所需源碼包: https://pan.baidu.com/s/12L6jNOBrXeLH4I445_uUtQ 提取碼: smn6
3、所有redis服務(wù)器必須保證無任何數(shù)據(jù)，最好是全新安裝的，因為如果有數(shù)據(jù)存在，在后面進行群集時會報錯。
4、配置防火墻放行流量，本人較懶，這里直接關(guān)閉了
開始部署：
192.168.1.10 上的配置：

[root@localhost media]# ls
redis-3.2.0.gem  redis-3.2.9.tar.gz
[root@localhost media]# cp * /usr/src/                   # 將軟件包復制
[root@localhost media]# cd /usr/src/
[root@localhost src]# ls                          # 確認都在呢
debug  kernels  redis-3.2.0.gem  redis-3.2.9.tar.gz
[root@localhost src]# tar zxf redis-3.2.9.tar.gz 
[root@localhost src]# cd redis-3.2.9/
[root@localhost redis-3.2.9]# make && make install      # 編譯并安裝 
[root@localhost redis-3.2.9]# cd utils/                  # 再進一個子目錄
[root@localhost utils]# ./install_server.sh            # 一路回車即可 
# 因為make install  只是安裝了二進制文件到系統(tǒng)中，并沒有啟動腳本和配置文件，所以需要通過install_server.sh來設(shè)置 redis 服務(wù)所需要的相關(guān)配置文件。
[root@localhost utils]# cd /etc/init.d/      #優(yōu)化redis控制啟停方式
[root@localhost init.d]# mv redis_6379 redis     
[root@localhost init.d]# chkconfig --add redis          #將redis添加為系統(tǒng)服務(wù)
[root@localhost init.d]# systemctl restart redis          #重啟服務(wù)，以測試是否生效
[root@localhost /]# vim /etc/redis/6379.conf            # 修改配置文件，修改以下幾條
.......................
bind 192.168.1.10                   // 設(shè)置監(jiān)聽 IP 地址
daemonize yes               
logfile /var/log/redis_6379.log           // 指定日志文件
cluster-enabled yes                            // 啟動群集
cluster-config-file nodes-6379.conf       // 群集配置文件
cluster-node-timeout 15000               // 節(jié)點超時時間，默認為毫秒
cluster-require-full-coverage no          // 將yes改為no
port   6379                         // 監(jiān)聽端口
# 保存退出

主配置文件修改完畢后先別著急啟服務(wù)，因為我們需要在每一臺服務(wù)器上都要安裝 redis ，按照之前的方法安裝即可，然后修改配置文件。其中每臺服務(wù)器都要修改，只是監(jiān)聽IP地址不同而已，其他的配置都一樣。所以，嘿嘿嘿~
192.168.1.20 的配置：

# 安裝完畢redis后
[root@localhost utils]# scp root@192.168.1.10:/etc/redis/6379.conf /etc/redis/
# 我們直接將第一臺的主配文件復制過來使用，修改一下監(jiān)聽IP就可以了
[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
........................
bind 192.168.1.20

然后將剩下的幾臺服務(wù)器依次配置完畢。
回到 192.168.1.1配置：
使用腳本創(chuàng)建群集：

[root@localhost /]# yum -y install ruby rubygems        
# 創(chuàng)建群集會用到ruby的一個腳本，在創(chuàng)建群集前，需要先安裝ruby的運行環(huán)境和客戶端，在任何一臺服務(wù)器安裝都可以
[root@localhost src]# gem install redis --version 3.2.0           # 執(zhí)行這條命令需要此文件redis-3.2.0.gem，所以執(zhí)行前切換到擁有此文件的目錄
Successfully installed redis-3.2.0
Parsing documentation for redis-3.2.0
Installing ri documentation for redis-3.2.0
1 gem installed
[root@localhost src]# ./redis-trib.rb create --replicas 1 \
> 192.168.1.10:6379 \
> 192.168.1.20:6379 \
> 192.168.1.30:6379 \
> 192.168.1.40:6379 \
> 192.168.1.50:6379 \
> 192.168.1.60:6379 
.20:6379  192.168.1.30:6379  192.168.1.40:6379  192.168.1.50:6379  192.168.1.60:6379 >>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
192.168.1.10:6379
192.168.1.20:6379
192.168.1.30:6379
Adding replica 192.168.1.40:6379 to 192.168.1.10:6379
Adding replica 192.168.1.50:6379 to 192.168.1.20:6379
Adding replica 192.168.1.60:6379 to 192.168.1.30:6379
M: 4234dad1a041a91401d6e635c800581172e850dc 192.168.1.10:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
M: b386e4089c6f45a59d371549cda306669dd6938f 192.168.1.20:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: c1d6d14364e8c5db2ae1ea3ee07360a8b17127d8 192.168.1.30:6379
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
S: e772a17543efb1e11cd05d792c11319b0fbfee5f 192.168.1.40:6379
   replicates 4234dad1a041a91401d6e635c800581172e850dc
S: f0a387bf5f366de0e25c575588349bd424a0ff90 192.168.1.50:6379
   replicates b386e4089c6f45a59d371549cda306669dd6938f
S: abc2fef19988e6626243feff831bced36b83b642 192.168.1.60:6379
   replicates c1d6d14364e8c5db2ae1ea3ee07360a8b17127d8
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes             # 此處記得yes
>>> Nodes configuration updated
>>> Assign a different config epoch to each node
>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
Waiting for the cluster to join.....
>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.1.10:6379)
M: 4234dad1a041a91401d6e635c800581172e850dc 192.168.1.10:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: c1d6d14364e8c5db2ae1ea3ee07360a8b17127d8 192.168.1.30:6379
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: b386e4089c6f45a59d371549cda306669dd6938f 192.168.1.20:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
S: f0a387bf5f366de0e25c575588349bd424a0ff90 192.168.1.50:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates b386e4089c6f45a59d371549cda306669dd6938f
S: e772a17543efb1e11cd05d792c11319b0fbfee5f 192.168.1.40:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates 4234dad1a041a91401d6e635c800581172e850dc
S: abc2fef19988e6626243feff831bced36b83b642 192.168.1.60:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates c1d6d14364e8c5db2ae1ea3ee07360a8b17127d8
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

測試一下群集：
[root@localhost /]# redis-cli -h 192.168.1.20 -p 6379 -c
192.168.1.20:6379> set zhangsan 123123 # 創(chuàng)建一個值
-> Redirected to slot [12767] located at 192.168.1.30:6379 # 發(fā)現(xiàn)他跑另一個服務(wù)器上了
OK
192.168.1.30:6379> get zhangsan # 也是可以查到
"123123"

[root@localhost src]# ./redis-trib.rb check 192.168.1.10:6379             # 查看群集狀態(tài)
>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.1.10:6379)
M: 4234dad1a041a91401d6e635c800581172e850dc 192.168.1.10:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: c1d6d14364e8c5db2ae1ea3ee07360a8b17127d8 192.168.1.30:6379
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: b386e4089c6f45a59d371549cda306669dd6938f 192.168.1.20:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
S: f0a387bf5f366de0e25c575588349bd424a0ff90 192.168.1.50:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates b386e4089c6f45a59d371549cda306669dd6938f
S: e772a17543efb1e11cd05d792c11319b0fbfee5f 192.168.1.40:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates 4234dad1a041a91401d6e635c800581172e850dc
S: abc2fef19988e6626243feff831bced36b83b642 192.168.1.60:6379
   slots: (0 slots) slave
   replicates c1d6d14364e8c5db2ae1ea3ee07360a8b17127d8
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

redis-3.x.x和redis-5.x.x創(chuàng)建群集的區(qū)別：

使用命令不一樣，redis-3.x.x使用redis-trib.rb命令，語法如下：

[root@localhost ~]#redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.1.1:6379 ..192.168.1.6:6379
#redis-3.x.x創(chuàng)建群集。
[root@localhost src]# redis-trib.rb check 192.168.1.1:6379
#查看群集狀態(tài)
# redis-trib.rb不可以直接使用，需要執(zhí)行以下操作才可直接使用
[root@localhost src]# cd /usr/src/redis-5.0.5/src/           
[root@localhost src]# cp redis-trib.rb /usr/local/bin/  
#將該腳本復制到本地../bin下，以便直接使用。若不然，需要在目錄下使用“./”執(zhí)行該文件

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文章標題：Redis群集部署及原理-創(chuàng)新互聯(lián)
URL鏈接：http://www.yijiale78.com/article26/dodjcg.html

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