Redis 集群

目录

• 集群简介
  • 集群架构
  • 集群作用
• Redis 集群结构设计
  • 数据存储设计
  • 集群内部通讯设计
• cluster 集群结构搭建
  • cluster 配置
  • cluster 节点指令操作

集群简介

业务发展过程中碰到的峰值瓶颈

• redis 提供的服务 OPS（操作） 可以达到 10万/秒，当前业务 OPS 已经达到 20万/秒
• 内存单机容量达到 256G，当前业务需求内存容量 1 T

使用集群方式可以解决上述问题

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

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

  

Redis 集群结构设计

数据存储设计

在 redis 的每个节点上，都有两个东西：

• slot(插槽): 一个可以存储两个数值的变量，取值范围 0~1383
• cluster(群)：能够进行集群管理

当我们向 redis 集群（cluster）中加入一个 key 时，redis 会根据 CRC16 的算法对 key 计算得到一个值（类似求哈希值）然后把结果对 16384 取余，计算出的结果，就是 key 存储的 slot（插槽）位置。

• 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，可以存多个 key
• 将 key 按照计算出的结果放到对应的存储空间
• 增加机器，会在原有的机器上分一部分槽给到新的机器
• 减少机器，会把该机器上的槽分到其他机器

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
• 当查找 key 时，一次命中直接返回，如果没有命中会获取到确切的槽在哪台机器上，然后再次请求数据，这次肯定能成功

cluster 集群结构搭建

1. 先新建一个配置 redis-6379.conf，然后在从这个配置修改出6份配置，如下

   

   ...
   # 证明该节点是一个 cluster 节点
   cluster-enabled yes
   # 指定 cluster 节点启动的配置文件
   cluster-config-file nodes-6379.conf
   # 节点超时时间10s,企业开发一般不会设置这么短
   cluster-node-timeout 100000 
   

2. 启动所有服务

   redis-server /redis-4.0.0/conf/redis-6379.conf
   redis-server /redis-4.0.0/conf/redis-6380.conf
   redis-server /redis-4.0.0/conf/redis-6381.conf
   redis-server /redis-4.0.0/conf/redis-6382.conf
   redis-server /redis-4.0.0/conf/redis-6383.conf
   redis-server /redis-4.0.0/conf/redis-6384.conf
   

   6379、6380、6381 后面用作 master
   6382、6383、6384 后面用作 slave

   使用 ps -ef | grep redis 命令查看服务状态
   

   发现每个服务后面都有一个[cluster]标识

3. 连接启动的 cluster 服务

   提示：

   查询 redis 命令在 redis-4.0.0src 中执行 ll | grep redis-这里面有个命令叫redis-trib.rb这其实是一个 ruby 的脚本，需要 ruby 和 rubyg，如果命令运行有问题，根据提示安装相应东西，要保证 ruby 与 gem 版本一样，可以通过 reby -v 与 gem -v 查看对应版本

   创建集群（在 redis-4.0.0src 目录下）：
   ./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

   • --replicas 表示指定集群内部结构，后面跟 1 代表 1 个 master 服务连接 1 个 slave 服务；如果跟 2 代表 1 个 master 服务连接 2 个 slave 服务；匹配规则是按照写的个数进行比对的，如果是 2 的话，后面要写 1+2=3 的倍数个服务器

   

4. 存取数据测试

   连接 6379 master 服务，连接命令: redis-cli -c 这是专门用来操作 cluster 集群的操作，然后执行set name zhangsan

   连接 6382 slave 服务，连接命令: redis-cli -c -p 6382 然后再执行 get name

5. 如果某个 slave 服务停止掉，slave 服务连接的 master 服务会得到通知，其余的 master 服务都会得到通知（不过信息与有关系的那个master不一样），并不会对整个集群造成多大影响

6. 如果某个 master 服务停止掉，slave 多次尝试连接 master 失败，会自己转为 master, 等到原先的 master 再次启动时，会作为 slave 去同步数据。总结一下就是会出现角色互换

cluster 配置

• 设置加入 cluster, 成为其中的节点

  cluster-enabled yes|no

• 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>

• 节点服务响应超时时间，用于判断该节点是否下线或切换为从节点，线上一般30s_{1min，测试的话5s}10s

  cluster-node-timeout <milliseconds>

• master 连接的 slave 最小数量

  cluster-migration-barrier <count>

cluster 节点指令操作

• 查看集群节点信息

  cluster nodes

• 进入一个从节点 redis，切换其主节点

  cluster replicate <master-id>

• 发现一个新节点，新增主节点

  cluster meet ip:port

• 忽略一个没有 solt 的节点

  cluster forget <id>

• 手动故障转移

  cluster failover