Redis 集群搭建和简单使用教程

前言

Redis集群搭建的目的其实也就是集群搭建的目的，所有的集群主要都是为了解决一个问题，横向扩展。

在集群的概念出现之前，我们使用的硬件资源都是纵向扩展的，但是纵向扩展很快就会达到一个极限，单台机器的Cpu的处理速度，内存大小，硬盘大小没办法一直满足需求，而且机器纵向扩展的成本是相当高的。集群的出现就是能够让多台机器像一台机器一样工作，实现了资源的横向扩展。

Redis是内存型数据库，当我们要存储的数据达到一定程度时，单台机器的内存满足不了我们的需求，搭建集群则是一种很好的解决方案。

介绍安装环境与版本

用两台虚拟机模拟6个节点，一台机器3个节点，创建出3 master、3 salve 环境。

redis 采用 redis-3.2.4 版本。

两台虚拟机都是 CentOS ，一台 CentOS6.5 （IP:192.168.31.245），一台 CentOS7（IP:192.168.31.210） 。

安装过程

1. 下载并解压

cd /root/software
wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.4.tar.gz
tar -zxvf redis-3.2.4.tar.gz　

</div>

2. 编译安装

cd redis-3.2.4
make && make install

</div>

3. 将 redis-trib.rb 复制到 /usr/local/bin 目录下

cd src
cp redis-trib.rb /usr/local/bin/　　

</div>

4. 创建 Redis 节点

首先在 192.168.31.245 机器上 /root/software/redis-3.2.4 目录下创建 redis_cluster 目录；

mkdir redis_cluster　　

</div>

在 redis_cluster 目录下，创建名为7000、7001、7002的目录，并将 redis.conf 拷贝到这三个目录中

mkdir 7000 7001 7002<br>cp redis.conf redis_cluster/7000
cp redis.conf redis_cluster/7001
cp redis.conf redis_cluster/7002　　

</div>

分别修改这三个配置文件，修改如下内容

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　

</div>

接着在另外一台机器上（192.168.31.210），的操作重复以上三步，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

5. 启动各个节点

第一台机器上执行
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
redis-server redis_cluster/7003/redis.conf
redis-server redis_cluster/7004/redis.conf
redis-server redis_cluster/7005/redis.conf 

</div>

6. 检查 redis 启动情况

##一台机器<br>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] 
 
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
 
##另外一台机器
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
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 

</div>

7.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。

redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.31.245:7000 192.168.31.245:7001 192.168.31.245:7002 192.168.31.210:7003 192.168.31.210:7004 192.168.31.210:7005

</div>

其中，前三个 ip:port 为第一台机器的节点，剩下三个为第二台机器。

等等，出错了。这个工具是用 ruby 实现的，所以需要安装 ruby。安装命令如下：

yum -y install ruby ruby-devel rubygems rpm-build
gem install redis

</div>

之后再运行 redis-trib.rb 命令，会出现如下提示：

输入 yes 即可，然后出现如下内容，说明安装成功。

　　

8. 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 192.168.31.245 -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。

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