一、概述
Redis3.0版本之后支持Cluster.
1、redis cluster的现状
目前redis支持的cluster特性：
1）节点自动发现
2）slave->master 选举,集群容错
3）Hot resharding：在线分片
4）进群管理：cluster xxx
5）基于配置（nodes-port.conf）的集群管理
6）ASK 转向/MOVED 转向机制.
2、redis cluster 架构
1）redis-cluster架构图
在这个图中，每一个蓝色的圈都代表着一个redis的服务器节点。它们任何两个节点之间都是相互连通的。客户端可以与任何一个节点相连接，然后就可以访问集群中的任何一个节点。对其进行存取和其他操作。
那么redis是怎么做到的呢？
首先，在redis的每一个节点上，都有这么两个东西，一个是插槽（slot）可以理解为是一个可以存储两个数值的一个变量这个变量的取值范围是：0-16383。还有一个就是cluster我个人把这个cluster理解为是一个集群管理的插件。当我们的存取的key到达的时候，redis会根据crc16的算法得出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作。
架构细节：
（1）所有的redis节点彼此互联（PING-PONG机制）,内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.
（2）节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效.
（3）客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可
（4）redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value
2） redis-cluster选举：容错
（1）领着选举过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超过（cluster-node-timeout）,认为当前master节点挂掉.
（2）什么时候整个集群不可用（cluster_state:fail）,当集群不可用时,所有对集群的操作做都不可用，收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)错误
a：如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成进群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态.
b：如果进群超过半数以上master挂掉，无论是否有slave集群进入fail状态.
3. 如何理解Redis集群的Slot映射
Redis在单机模式时，使用数据结构dict来实现数据库。
Redis在集群模式时，也是使用数据结构dict来实现数据库，但是集群模式对于数据库有其他需求，包括数据的节点无关性、内部操作对客户端需要屏蔽、冗余备份等，并且在一定的情况，数据还需要在不同的节点间实现迁移。
在所有模式下，Redis的节点数据的备份都是使用备份来实现的。这个暂时不深入。
Redis引入的slot来解决如何实现集群模式下部分需求的问题。
事实下，节点并不是存储在slot里面，slot只是用于管理数据与节点相联的手段而已。在处理相关逻辑问题时，redis使用slot作为索引来管理数据下的所有数据。
举一个例子，集群模式下，使用redis-cli连接服务器节点A（指派了slot[2000-3000]）并issue如下指令set name derekzhuo。
-node A计算name的slot为1000，发现slot 1000不在本节点上，向redis-cli返回该slot的节点信息；
-redis-cli连接新的node，并且重新issue该指令。
以上流程就是cluster模式下如何处理一个键的流程，也可以很清楚地看出slot的作用其实就是用于做key索引而已。
二、redis cluster安装
1、下载和解包
cd /usr/local/ wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.1.tar.gz tar -xvf redis-3.2.1.tar.gz
2、 编译安装
cd redis-3.2.1
make && make install
3、创建redis节点
测试我们选择2台服务器，分别为：192.168.1.237，192.168.1.238.每分服务器有3个节点。
我先在192.168.1.237创建3个节点：
cd /usr/local/ mkdir redis_cluster //创建集群目录 mkdir 7000 7001 7002 //分别代表三个节点 其对应端口 7000 7001 7002 //创建7000节点为例，拷贝到7000目录 cp /usr/local/redis-3.2.1/redis.conf ./redis_cluster/7000/ //拷贝到7001目录 cp /usr/local/redis-3.2.1/redis.conf ./redis_cluster/7001/ //拷贝到7002目录 cp /usr/local/redis-3.2.1/redis.conf ./redis_cluster/7002/
分别对7001，7002、7003文件夹中的3个文件修改对应的配置
daemonize yes //redis后台运行 pidfile /var/run/redis_7000.pid //pidfile文件对应7000,7001,7002 port 7000 //端口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 5000 //请求超时 设置5秒够了 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
在192.168.1.238创建3个节点：对应的端口改为7003,7004,7005.配置对应的改一下就可以了。
4、两台机启动各节点(两台服务器方式一样)
cd /usr/local redis-server redis_cluster/7000/redis.conf redis-server redis_cluster/7001/redis.conf redis-server redis_cluster/7002/redis.conf redis-server redis_cluster/7003/redis.conf redis-server redis_cluster/7004/redis.conf redis-server redis_cluster/7005/redis.conf
停止某个端口的redis：redis-cli -p 6379 shutdown（忽略 ）
5、查看服务
ps -ef | grep redis #查看是否启动成功
netstat -tnlp | grep redis #可以看到redis监听端口
三、创建集群
前面已经准备好了搭建集群的redis节点，接下来我们要把这些节点都串连起来搭建集群。官方提供了一个工具：redis-trib.rb(/usr/local/redis-3.2.1/src/redis-trib.rb) 看后缀就知道这鸟东西不能直接执行，它是用ruby写的一个程序，所以我们还得安装ruby.
yum -y install ruby ruby-devel rubygems rpm-build
再用 gem 这个命令来安装 redis接口 gem是ruby的一个工具包，两台Server都要安装
gem install redis
上面的步骤完事了，接下来运行一下redis-trib.rb
/usr/local/redis-3.2.1/src/redis-trib.rb Usage: redis-trib <command> <options> <arguments ...> reshard host:port --to <arg> --yes --slots <arg> --from <arg> check host:port call host:port command arg arg .. arg set-timeout host:port milliseconds add-node new_host:new_port existing_host:existing_port --master-id <arg> --slave del-node host:port node_id fix host:port import host:port --from <arg> help (show this help) create host1:port1 ... hostN:portN --replicas <arg> For check, fix, reshard, del-node, set-timeout you can specify the host and port of any working node in the cluster.
看到这，应该明白了吧， 就是靠上面这些操作 完成redis集群搭建的.
确认所有的节点都启动，接下来使用参数create 创建 (在192.168.1.237中来创建)
/usr/local/redis-3.2.1/src/redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.1.237:7000 192.168.1.237:7001 192.168.1.237:7002 192.168.1.238:7003 192.168.1.238:7004 192.168.1.238:7005
解释下， --replicas 1 表示 自动为每一个master节点分配一个slave节点 上面有6个节点，程序会按照一定规则生成 3个master（主）3个slave(从)
前面已经提醒过的 防火墙一定要开放监听的端口，否则会创建失败，除了开往redis端口（如7000），还要开放redis集群间的端口10000+端口号（如17000）
运行中，提示Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes //输入yes
接下来 提示 Waiting for the cluster to join.......... 安装的时候在这里就一直等等等，没反应，傻傻等半天，看这句提示上面一句，Sending Cluster Meet Message to join the Cluster.
这下明白了，我刚开始在一台Server上去配，也是不需要等的，这里还需要跑到Server2上做一些这样的操作。
在192.168.1.238, redis-cli -c -p 700* 分别进入redis各节点的客户端命令窗口， 依次输入 cluster meet 192.168.1.238 7000……
回到Server1，已经创建完毕了。
查看一下 /usr/local/redis/src/redis-trib.rb check 192.168.1.237:7000
到这里集群已经初步搭建好了。
四、测试
1）get 和 set数据
redis-cli -c -p 7000
进入命令窗口，直接 set hello howareyou
直接根据hash匹配切换到相应的slot的节点上。
还是要说明一下，redis集群有16383个slot组成，通过分片分布到多个节点上，读写都发生在master节点。
2）假设测试
果断先把192.168.1.238服务Down掉，（192.168.1.238有1个Master, 2个Slave） , 跑回192.168.1.238, 查看一下 发生了什么事，192.168.1.237的3个节点全部都是Master，其他几个Server2的不见了
测试一下，依然没有问题，集群依然能继续工作。
原因： redis集群 通过选举方式进行容错，保证一台Server挂了还能跑，这个选举是全部集群超过半数以上的Master发现其他Master挂了后，会将其他对应的Slave节点升级成Master.
疑问： 要是挂的是192.168.1.237怎么办？ 哥试了，cluster is down!! 没办法，超过半数挂了那救不了了，整个集群就无法工作了。 要是有三台Server，每台两Master，切记对应的主从节点不要放在一台Server,别问我为什么自己用脑子想想看，互相交叉配置主从，挂哪台也没事，你要说同时两台crash了，呵呵哒......
3）关于一致性
我还没有这么大胆拿redis来做数据库持久化哥网站数据，只是拿来做cache，官网说的很清楚，Redis Cluster is not able to guarantee strong consistency.
五、安装遇到的问题
问题1：
CC adlist.o
/bin/sh: cc: command not found
make[1]: *** [adlist.o] Error 127
make[1]: Leaving directory `/usr/local/redis-3.2.1/src
make: *** [all] Error 2
解决办法：GCC没有安装或版本不对，安装一下
yum install gcc
问题2：
zmalloc.h:50:31:
error: jemalloc/jemalloc.h: No such file or directory
zmalloc.h:55:2: error:
#error "Newer version of jemalloc required"
make[1]: *** [adlist.o] Error
1
make[1]: Leaving directory `/data0/src/redis-2.6.2/src
make: *** [all]
Error 2
解决办法：原因是没有安装jemalloc内存分配器，可以安装jemalloc 或 直接输入
make MALLOC=libc && make install
问题3：[ERR] Node 192.168.139.128:7000 is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0.
解决方法：
1)将每个节点下aof、rdb、nodes.conf本地备份文件删除；
2)保证redis.conf中bind为0.0.0.0（可以处理所有其它IP的请求）
2)172.168.63.201:7001> flushdb #清空当前数据库(可省略)
3)之后再执行脚本，成功执行；
问题4：Waiting for the cluster to join 一直等待
解决方法：
redis集群不仅需要开通redis客户端连接的端口，而且需要开通集群总线端口
集群总线端口为redis客户端连接的端口 + 10000
如redis端口为6379，则集群总线端口为16379
故，所有服务器的点需要开通redis的客户端连接端口和集群总线端口
注意：iptables 放开，如果有安全组，也要放开这两个端口
问题5： redis requires Ruby version >= 2.2.2问题
最近在研究redis的集群，redis官方提供了redis-trib.rb工具，但是在使用之前 需要安装ruby，以及redis和ruby连接：
yum -y install ruby ruby-devel rubygems rpm-build
gem install redis
其中 gem install redis命令执行时出现了：redis requires Ruby version >= 2.2.2的报错。查了资料发现是Centos默认支持ruby到2.0.0，可gem 安装redis需要最低是2.2.2
解决办法是 先安装rvm，再把ruby版本提升至2.3.3
1.安装curl
sudo yum install curl
2. 安装RVM
curl -L get.rvm.io | bash -s stable
3.
source /usr/local/rvm/scripts/rvm
4. 查看rvm库中已知的ruby版本
rvm list known
5. 安装一个ruby版本
rvm install 2.3.3
6. 使用一个ruby版本
rvm use 2.3.3
7. 设置默认版本
rvm remove 2.0.0
8. 卸载一个已知版本
ruby --version
9. 再安装redis就可以了
gem install redis
Redis集群redis.conf配置文件以下几点要改：
1. 环路IP
bind
2. 端口
port：1000
3. 后台启动
daemonize yes
4. 进程文件（用于存储进程）
pidfile /var/run/redis.pid
5. 持久化（集群必须开启AOF）
appendonly yes
cluster-enabled yes 开启集群模式
cluster-config-file nodes-6379.conf 集群配置信息存放文件名
cluster-node-timeout 5000 节点离线时间限制，到达此值时发起某个主从重新选举master
cluster-require-full-coverage no 当一个主从整体挂掉的时集群也可以用，0-16383个槽位中，落在该主从对应的slots上面的key是用不了的，但是如果key落在其他的范围是仍然可用的
protected-mode no 关闭保护模式（默认redis需要设置管理员账号密码,开启了保护模式）
# requirepass xxx 设置本机密码
# masterauth xxx 设置访问别的机器的密码