单台Linux服务器实现Redis群集

一、Redis简介

Redis是目前大规模使用的缓存中间件，由于它强大、高效、便捷的功能，得到了广泛的使用。

Redis在2015年发布了3.0.0，官方就已经支持了redis cluster。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，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。

二、Redis集群介绍

Redis集群是一个可以在多个Redis节点之间进行数据共享的设施。Redis集群不支持那些需要同时处理多个键的redis命令，因为执行这些命令需要在多个节点之间移动数据，并且在高负载的情况下，这些命令将降低redis集群的性能，并导致不可预测的行为。

Redis集群通过分区来提供一定程度的可用性，即使集群中一部分节点失效或者无法通信，集群也可以继续处理命令请求。

三、Redis集群原理

Redis是如何合理发呢配这些节点和数据的？

Redis并没有采用传统的一致性哈希来分配数据，而是采用了另一种叫做哈希槽的方式分配的。Redis cluster默认分配了16384个slot，当我们set一个key时，会采用CRC16算法（循环冗余校验码）来获取所属的slot，然后将这个key分到哈希槽区间的节点山，具体算法：CRC16（key）%16384。

注意：必须是三个以上的主节点才可创建群集，否则群集会失败。

Redis集群在工作时其中某一台主节点宕机后有其他的master节点进行投票和选举，并且投票的结果时一半以上才能确定主节点宕机，如果主节点宕机一半以上整个集群的状态就是fail。这就是为什么至少需要三台主节点才可搭建Redis群集环境。

Redis群集的好处：

1）具有将数据自动切分split到多个节点上的能力；

2）当群集中的一部分节点失效或者无法进行通讯时，仍然具有继续处理命令请求的能力；

3）所有的rredis节点彼此互联，内部使用二进制协议优化传输速度和带宽；二进制协议：传输过程中给有消息头和消息实体。如果消息头长度固定。通过解析消息头就可以得到消息实体；

4）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；

5）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；

Redis采用的之中哈希槽的分配方式有好也有坏，好处就是很清晰，比如：我想增加一个节点D，redis cluster的这种做法是从各个节点的前面各拿取一部分slot到D上。大致就会变成这样：
节点A覆盖1365-5460 节点B覆盖6827-10922 节点C覆盖12288-16383 节点D覆盖01364,5461-6826,10923-12287 同样删除一个节点也是类似，移动完成后就可以删除这个节点了；

所以redis cluster就是这样一个形状，如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

四、Redis-cluster主从模式

Redis-cluster为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点。主节点提供数据存取，从节点则是从主节点获取数据备份；当主节点宕机后，就会由这个从节点中选取一个来充当主节点，从而保证群集不会挂掉。

五、案例实施

关于多台Linux实现redis群集可以参考Redis数据库群集

（1）案例环境

由于是使用单台服务器实现集群环境，所以就根据其端口来进行区分！

（2）案例实施

下载Redis群集

1）创建六个节点

[root@docker ~]# tar zxf redis-4.0.14.tar.gz -C /usr/local
[root@docker ~]# cd /usr/local/redis-4.0.14/
[root@docker redis-4.0.14]# make && make install     //编译安装redis
[root@redis ~]# mkdir -p /usr/local/cluster/700{0..5}
//由于是在单台创建多个节点，所以事先把这个目录创建好，用于存放各个节点的配置信息
[root@docker ~]# cp /usr/local/redis-4.0.14/redis.conf /usr/local/cluster/7000
//将redis原本的配置文件复制一份
[root@docker ~]# vim /usr/local/cluster/7000/redis.conf       //编译7000节点的配置文件92 port 7000                             //修改监听端口158 pidfile /var/run/redis_7000.pid              //修改pid文件名672 appendonly yes                 //开启aof持久化676 appendfilename "appendonly-7000.aof"           //修改持久化的配置文件名814 cluster-enabled yes                   //开启redis的群集模式822 cluster-config-file nodes-7000.conf     //修改群集的配置文件名828 cluster-node-timeout 5000             //修改群集的等待时间
[root@docker ~]# cd /usr/local/cluster/7000
[root@docker 7000]# redis-server redis.conf          //必须进入相应的目录启动redis服务

不过启动时，会出现这样的错误，如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

[root@redis 7000]# vim /usr/local/cluster/7000/redis.conf          //编写7000节点的配置文件136 daemonize yes                      //开启守护进程让其在后台运行
[root@redis 7000]# echo 512 > /proc/sys/net/core/somaxconn 
[root@redis 7000]# echo "vm.overcommit_memory = 1" >> /etc/sysctl.conf
[root@redis 7000]# sysctl -p
vm.overcommit_memory = 1
[root@redis 7000]# echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
//根据刚才提示的警告信息对redis服务简单进行一个优化

2）启动各个节点

[root@redis 7000]# redis-server redis.conf                  //进入其目录运行redis服务
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7001
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7002
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7003
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7004
[root@redis 7000]# cp redis.conf ../7005
//因为需要开启六个节点，所以需要将其配置文件分为六份
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7001/g ../7001/redis.conf 
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7002/g ../7002/redis.conf 
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7003/g ../7003/redis.conf 
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7004/g ../7004/redis.conf 
[root@redis 7000]# sed -i s/7000/7005/g ../7005/redis.conf 
//因为六个节点都是根据端口来区分，所以配置文件中只需修改以端口号命名的内容
[root@redis 7000]# cd ../7001 && redis-server redis.conf
[root@redis 7001]# cd ../7002 && redis-server redis.conf
[root@redis 7002]# cd ../7003 && redis-server redis.conf
[root@redis 7003]# cd ../7004 && redis-server redis.conf
[root@redis 7004]# cd ../7005 && redis-server redis.conf
//都是进入其相应的目录启动服务
[root@redis 7005]# netstat -anpt | grep redis     
tcp        0      0 127.0.0.1:7004          0.0.0.0:*               LISTEN      5615/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:7005          0.0.0.0:*               LISTEN      5620/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:17000         0.0.0.0:*               LISTEN      5524/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:17001         0.0.0.0:*               LISTEN      5592/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:17002         0.0.0.0:*               LISTEN      5605/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:17003         0.0.0.0:*               LISTEN      5610/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:17004         0.0.0.0:*               LISTEN      5615/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:17005         0.0.0.0:*               LISTEN      5620/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:7000          0.0.0.0:*               LISTEN      5524/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:7001          0.0.0.0:*               LISTEN      5592/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:7002          0.0.0.0:*               LISTEN      5605/redis-server 1 
tcp        0      0 127.0.0.1:7003          0.0.0.0:*               LISTEN      5610/redis-server 1 
//查看端口都已经在监听，剩下的17000这样的端口是群集之间沟通使用的

3）为各个节点分配哈希槽，并加入群集环境

[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000              //随便指定一个端口进入redis终端
127.0.0.1:7000> CLUSTER INFO                  //查看群集详细信息cluster_state:fail                          //发现现在是fail（失败）的状态
……………………                       //省略 部分内容
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES           //查看群集节点
d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb :7000@17000 myself,master - 0 0 0 connected
//发现加入群集的节点只有7000这个节点
127.0.0.1:7000> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7000 cluster addslots {0..5461}
OK
[root@redis 7005]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7001 cluster addslots {5462..10922}
OK
[root@redis 7005]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7002 cluster addslots {10923..16383}
OK
//为各个群集阶段分配hash槽
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7000
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7001
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7002
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7003
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7004
OK
127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7005
OK
//用来连接不同的开启集群支持的 Redis 节点，以进入工作集群
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000
127.0.0.1:7000> CLUSTER INFO
cluster_state:ok                     //再次查看群集状态发现已经是“ok”的状态
……………………                   //省略部分内容
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES                   //再次查看群集节点信息

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

预设环境是7000是7003的主节点、7001是7004的主节点、7002是7005的主节点，操作如下：

[root@redis 7005]# redis-cli -p 7003          //连接7003的节点
127.0.0.1:7003> CLUSTER REPLICATE d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb
OK           //这个是7000的ID号
127.0.0.1:7003> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7004          //连接7004的节点
127.0.0.1:7004> CLUSTER REPLICATE 182a55ee8b38afbf5b48209979f220dc4da7c14a
OK                    //这个是7001的ID号
127.0.0.1:7004> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7005          //连接7005的节点
127.0.0.1:7005> CLUSTER REPLICATE 82b62bda5b31d8ee27aee8d7320663ee86276e9f
OK                   //这个是7002的ID号
127.0.0.1:7005> CLUSTER NODES           //再次查看群集节点的详细信息

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

4）存取数据进行测试

[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000            //进入节点插入数据进行测试
127.0.0.1:7000> set name lzj
(error) MOVED 5798 127.0.0.1:7001           
//发现出现错误，提示应该是7001的节点来存储这个数据
127.0.0.1:7000> exit
[root@redis 7005]# redis-cli -p 7000 -c          //使用“-c”选项表示进入群集中
127.0.0.1:7000> set name lzj                  //重新插入数据
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:7001
OK               //提示将数据存放在7001节点上
127.0.0.1:7001> get name               //获取键所对应的值
"lzj"

5）模拟单个节点发生故障

[root@redis 7001]# cd ../7001
[root@redis 7001]# redis-cli -p 7001 shutdown
//模拟7001节点故障
[root@redis 7001]# redis-cli -p 7000
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES            //进入节点查看群集节点的状态
127.0.0.1:7004> get name
"lzj"

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

[root@redis 7001]# redis-server redis.conf 
//进入7001对应的目录，启动redis节点
[root@redis 7001]# redis-cli -p 7000  
127.0.0.1:7000> CLUSTER NODES               //进入群集查看群集状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

6）安装ruby软件

下载ruby所需软件包

[root@redis ~]# yum -y install rpm-build openssl openssl-devel
//安装ruby所需依赖
[root@redis ~]# tar zxf ruby-2.3.1.tar.gz -C /usr/src
cd [root@redis ~]# cd /usr/src/ruby-2.3.1/
[root@redis ruby-2.3.1]# ./configure --prefix=/usr/local/ruby && make && make install
//编译安装ruby，可能时间较长
[root@redis ~]# ln -s /usr/local/ruby/bin/* /usr/local/bin
//为gem命令创建符号链接
[root@redis ~]# ln -s /usr/local/redis-4.0.14/src/* /usr/local/bin
//为redis常用命令创建符号链接
[root@redis ~]# gem install redis-3.3.0.gem 
//使用gem命令安装Redis群集必备软件包

7）添加主节点7006

[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//检查群集节点状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

[root@redis ~]# mkdir /usr/local/cluster/7006
[root@redis ~]# cd /usr/local/cluster/7006
//创建相应目录并进入
[root@redis 7006]# cp ../7000/redis.conf .
[root@redis 7006]# sed -i s/7000/7006/g redis.conf 
//复制配置文件、并进行修改
[root@redis 7006]# redis-server redis.conf 
//修改7006节点的redis服务
[root@redis ~]# redis-trib.rb add-node 127.0.0.1:7006 127.0.0.1:7000
//将7006节点加入到7000节点群集环境中（默认是master状态）
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//再次查看群集状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集
截图时，不小心挡上了，可以发现7006这个节点是没有槽点的，不能存储数据的！

[root@redis ~]# redis-trib.rb reshard 127.0.0.1:7000                //分配7000这个群集的槽点
How many slots do you want to move (from 1 to 16384)? 4096    //针对多少个节点进行操作
What is the receiving node ID?7add42108b3fc3e9c0af2846fb06ceaf8b172c87  
//给7006节点，这里输入的是7006节点的ID号
Source node #1:all       //从所有节点开始分配
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//再次查看群集状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

8）添加从节点7007

[root@redis ~]# mkdir /usr/local/cluster/7007
[root@redis ~]# cd /usr/local/cluster/7007
//创建相应目录并进入
[root@redis 7007]# cp ../7000/redis.conf .
[root@redis 7007]# sed -i s/7000/7007/g redis.conf 
//复制配置文件并进行修改
[root@redis 7007]# redis-server redis.conf
//启动7007节点redis服务
[root@redis ~]# redis-trib.rb add-node --slave 127.0.0.1:7007 127.0.0.1:7000
//往7000群集中添加7007节点，而且指定其为slave
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//查看群集状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

9）添加从节点7008

[root@redis ~]# mkdir /usr/local/cluster/7008
[root@redis ~]# cd /usr/local/cluster/7008
[root@redis 7008]# cp ../7000/redis.conf .
[root@redis 7008]# sed -i s/7000/7008/g redis.conf 
[root@redis 7008]# redis-server redis.conf 
//创建相应目录并进行修改配置文件，启动服务
[root@redis ~]# redis-trib.rb add-node --slave --master-id 7add42108b3fc3e9c0af2846fb06ceaf8b172c87 127.0.0.1:7008 127.0.0.1:7000
//向群集中添加节点，指定其为salve，并指定主节点ID号（7006节点的ID）
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000
//查看群集状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

10）将7000节点删除

[root@redis ~]# redis-trib.rb reshard 127.0.0.1:7000                                     //对群集节点进行操作
How many slots do you want to move (from 1 to 16384)? 4096                     //针对多个节点进行操作
What is the receiving node ID? 
7add42108b3fc3e9c0af2846fb06ceaf8b172c87             //这里输入将删除的槽节点给那个节点（7006节点）
Source node d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb    //输入删除的节点
Source node  done
Do you want to proceed with the proposed reshard plan (yes/no)? yes
//表示确认
[root@redis ~]# redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7000 d554512885b2679d432d0d6b011c9ea56ea1ebeb
//删除7000群集中的7000节点
[root@redis ~]# redis-trib.rb check 127.0.0.1:7001        //查看群集状态

如图：
单台Linux服务器实现Redis群集

——————————————本文到此结束，感谢阅读————————————————————

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2024/5/3 4:09:14
KVM虚拟化技术详解（一）--虚拟化介绍及自动部署管理
目录：（1.1）虚拟化介绍（1.2）KVM的介绍及安装（1.3）guestos安装及管理虚拟机（1.4）利用脚本自动部署vm（1.5）实例：快速搭建HA环境(1.1)虚拟化介绍(1.1.1)在早期的时候，没有虚拟化的环境下，我们的服务都是直接运行在物理机上的。我们其实是希望各个服务能有自己的运行环…...
2024/4/16 15:44:04
KVM虚拟化技术详解（二）--网络及磁盘管理
目录：（2.1）半虚拟化驱动网卡（2.2）半虚拟化网卡，全虚拟化网卡的理解（2.3）网络的介绍：桥接、NAT、仅主机（2.4）存储池管理及虚拟磁盘的管理(2.1)半虚拟化驱动网卡(2.1.1)我们使用的管理工具virsh、virt-manager是属于单机版本的，在企业版中的vmm产品主要有ovirt，红帽…...
2024/4/24 8:22:21
KVM虚拟化技术详解（三）--guestos资源限制及P2V，V2V
目录：（3.1）了解cgroup工作机制（3.2）KVM环境中对CPU资源的限制（3.3）KVM环境中对网络资源的限制（3.4）P2V（3.5）V2V(3.1)了解cgroup工作机制cgroup，其名称源自控制组群（control groups）的简写，是Linux内核的一个功能，用来限制、控制与分离一个进程组的资源（如CPU、…...
2024/4/24 8:22:20
KVM虚拟化技术详解（四）--KVM的优化
目录：（4.1）KVM虚拟机性能优化思路及方案（4.2）利用tuned优化（4.3）配置KSM（4.4）通过配置大页优化guestos（4.5）配置CPU的亲和性（4.6）半虚拟化驱动(4.1)KVM虚拟机性能优化思路及方案通过前面的学习我们已经可以正常的创建虚拟机了，当然运行虚拟机不是难点，难点在于怎…...
2024/5/3 1:47:44
学习Linux第十九节课
一节课讲了三章 17、18、19iscsi部署网络存储配置服务端、Linux客户端、windows服务端MariaDB数据库 PXE配置无人值守安装系统...
2024/4/24 8:22:22
Linux笔记20 使用iSCSI服务部署网络存储；使用MariaDB数据库管理系统。
当前的硬盘接口类型主要有IDE、SCSI和SATA这3种。 IDE是一种成熟稳定、价格便宜的并行传输接口。 SATA是一种传输速度更快、数据校验更完整的串行传输接口。 SCSI是一种用于计算机和硬盘、光驱等设备之间系统级接口的通用标准，具有系统资源占用率低、转速高、传输速度快等优点…...
2024/4/24 8:22:22
查看linux性能相关命令详解
在工作中，会因为业务量比较庞大，访问qps比较高，会造成服务器负载比较高本文描述一些常用的排查系统性能瓶颈工具。1、uptime uptime用来查看系统的负载 [root@proxy-server ~]# uptime16:05:37 up 167 days, 8 min, 2 users, load average: 15.05, 14.83, 14.83 <!--注…...
2024/4/24 8:22:17
非关系数据库------MongoDB的安装与使用
MongoDB概述 MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向…...
2024/4/24 8:22:15
Linux下使用msmtp + mutt实现发送邮件
Linux下使用mutt发送邮件1、root用户执行sudo apt-get install msmtpsudo yum -y install msmtpsudo yum -y install mutt wget http://downloads.sourceforge.net/msmtp/msmtp-1.4.30.tar.bz2?big_mirror=0tar -jxvf msmtp-1.4.30.tar.bz2cd msmtp-1.4.30./configure --pref…...
2024/4/24 8:22:20
python爬取准备四定义Opener和设置代理IP
Handler和Opener Handler处理器和自定义Opener opener是urllib2.OpenerDirector的实例，我们之前一直在使用urlopen，它是一个特殊的opener(也就是我们构建好的)。但是urlopen()方法不支持代理、cookie等其他的HTTP/GTTPS高级功能。所有要支持这些功能：1.使用相关的Handler处…...
2024/4/24 8:22:20
mysql,mariadb主从复制
安装好数据库客户端和服务端： yum install mariadb mariadb-server -y 修改mysql数据库配置文件（/etc/my.cnf），在[mysqld]下添加以下两行： log-bin=mysql-bin server-id=1 启动数据库服务： systemctl start mariadb 查看配置是否生效：通过mysql客户端直接登录： Mari…...
2024/4/24 8:22:12
linux每日业务订购数据统计
关键点：sql提数、源数据统计、html格式化、邮件发送、由于博客格式导致执行符合不显示 #!/bin/bash#xxxx业务办理汇总 source /etc/profile #sqlplus客户端变量配置好export ORACLE_HOME=/home/middle/oracle12clientexport SQLPATH=/home/middle/oracle12client export TNS…...
2024/4/24 8:22:19

单台Linux服务器实现Redis群集

一、Redis简介

二、Redis集群介绍

三、Redis集群原理

四、Redis-cluster主从模式

五、案例实施

（1）案例环境

（2）案例实施

1）创建六个节点

2）启动各个节点

3）为各个节点分配哈希槽，并加入群集环境

4）存取数据进行测试

5）模拟单个节点发生故障

6）安装ruby软件

7）添加主节点7006

8）添加从节点7007

9）添加从节点7008

10）将7000节点删除

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