Linux下配置Redis集群模式

Posted 2021-01-03 _夕颜

Redis 集群是一个分布式（distributed）、容错（fault-tolerant）的 Redis 实现， 集群可以使用的功能是普通单机 Redis 所能使用的功能的一个子集（subset）。

Redis 集群中不存在中心（central）节点或者代理（proxy）节点， 集群的其中一个主要设计目标是达到线性可扩展性（linear scalability）。

Redis 集群为了保证一致性（consistency）而牺牲了一部分容错性： 系统会在保证对网络断线（net split）和节点失效（node failure）具有有限（limited）抵抗力的前提下， 尽可能地保持数据的一致性。

集群将节点失效视为网络断线的其中一种特殊情况。

集群的容错功能是通过使用主节点（master）和从节点（slave）两种角色（role）的节点（node）来实现的：

• 主节点和从节点使用完全相同的服务器实现， 它们的功能（functionally）也完全一样， 但从节点通常仅用于替换失效的主节点。
• 不过， 如果不需要保证“先写入，后读取”操作的一致性（read-after-write consistency）， 那么可以使用从节点来执行只读查询。

配置机器1

• 在演示中，172.16.179.130为当前ubuntu机器的ip
• 在172.16.179.130上进⼊Desktop⽬录，创建conf⽬录

• 在conf⽬录下创建⽂件7000.conf，编辑内容如下

  port 7000
  bind 172.16.179.130
  daemonize yes
  pidfile 7000.pid
  cluster-enabled yes
  cluster-config-file 7000_node.conf
  cluster-node-timeout 15000
  appendonly yes
  

• 在conf⽬录下创建⽂件7001.conf，编辑内容如下

  port 7001
  bind 172.16.179.130
  daemonize yes
  pidfile 7001.pid
  cluster-enabled yes
  cluster-config-file 7001_node.conf
  cluster-node-timeout 15000
  appendonly yes
  

• 在conf⽬录下创建⽂件7002.conf，编辑内容如下

  port 7002
  bind 172.16.179.130
  daemonize yes
  pidfile 7002.pid
  cluster-enabled yes
  cluster-config-file 7002_node.conf
  cluster-node-timeout 15000
  appendonly yes
  

• 总结：三个⽂件的配置区别在port、pidfile、cluster-config-file三项

• 使⽤配置⽂件启动redis服务

  redis-server 7000.conf
  redis-server 7001.conf
  redis-server 7002.conf
  

• 查看进程如下图

 

配置机器2

• 在演示中，172.16.179.131为当前ubuntu机器的ip
• 在172.16.179.131上进⼊Desktop⽬录，创建conf⽬录

• 在conf⽬录下创建⽂件7003.conf，编辑内容如下

  port 7003
  bind 172.16.179.131
  daemonize yes
  pidfile 7003.pid
  cluster-enabled yes
  cluster-config-file 7003_node.conf
  cluster-node-timeout 15000
  appendonly yes
  

• 在conf⽬录下创建⽂件7004.conf，编辑内容如下

  port 7004
  bind 172.16.179.131
  daemonize yes
  pidfile 7004.pid
  cluster-enabled yes
  cluster-config-file 7004_node.conf
  cluster-node-timeout 15000
  appendonly yes
  

• 在conf⽬录下创建⽂件7005.conf，编辑内容如下

  port 7005
  bind 172.16.179.131
  daemonize yes
  pidfile 7005.pid
  cluster-enabled yes
  cluster-config-file 7005_node.conf
  cluster-node-timeout 15000
  appendonly yes
  

• 总结：三个⽂件的配置区别在port、pidfile、cluster-config-file三项

• 使⽤配置⽂件启动redis服务

  redis-server 7003.conf
  redis-server 7004.conf
  redis-server 7005.conf
  

• 查看进程如下图 

创建集群

• redis的安装包中包含了redis-trib.rb，⽤于创建集群
• 接下来的操作在172.16.179.130机器上进⾏

• 将命令复制，这样可以在任何⽬录下调⽤此命令

  sudo cp /usr/share/doc/redis-tools/examples/redis-trib.rb /usr/local/bin/
  

• 安装ruby环境，因为redis-trib.rb是⽤ruby开发的

  sudo apt-get install ruby

• 在提示信息处输⼊y，然后回⻋继续安装

 

• 运⾏如下命令创建集群

  redis-trib.rb create --replicas 1 172.16.179.130:7000 172.16.179.130:7001 172.16.179.130:7002 172.16.179.131:7003 172.16.179.131:7004 172.16.179.131:7005
  

• 执⾏上⾯这个指令在某些机器上可能会报错,主要原因是由于安装的 ruby 不是最 新版本!

• 天朝的防⽕墙导致⽆法下载最新版本,所以需要设置 gem 的源

• 解决办法如下

  -- 先查看⾃⼰的 gem 源是什么地址
  gem source -l -- 如果是https://rubygems.org/ 就需要更换
  -- 更换指令为
  gem sources --add https://gems.ruby-china.org/ --remove https://rubygems.org/
  -- 通过 gem 安装 redis 的相关依赖
  sudo gem install redis
  -- 然后重新执⾏指令

redis-trib.rb create --replicas 1 172.16.179.130:7000 172.16.179.130:7001 172.16.179.130:7002 172.16.179.131:7003 172.16.179.131:7004 172.16.179.131:7005

• 提示如下主从信息，输⼊yes后回⻋ 

• 提示完成，集群搭建成功

• 数据验证

  • 根据上图可以看出，当前搭建的主服务器为7000、7001、7003，对应的从服务器是7004、7005、7002

  • 在172.16.179.131机器上连接7002，加参数-c表示连接到集群

    redis-cli -h 172.16.179.131 -c -p 7002

  • 写⼊数据

    set name itheima

  • ⾃动跳到了7003服务器，并写⼊数据成功 

• 在7003可以获取数据，如果写入数据又重定向到7000(负载均衡)

在哪个服务器上写数据：CRC16

• 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，并且当存 活的主节点数⼩于总节点数的⼀半时，整个集群就⽆法提供服务了