一、redis-cluster设计
Redis集群搭建的方式有多种，例如使用zookeeper等，但从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，Redis-Cluster采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。其redis-cluster架构图如下：
其结构特点：
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（不一定是平均分配）,cluster 负责维护node<->slot<->value。
5、Redis集群预分好16384个桶，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，根据 CRC16(key) mod 16384的值，决定将一个key放到哪个桶中。
1、redis cluster节点分配
现在我们是三个主节点分别是：A, B, C 三个节点，它们可以是一台机器上的三个端口，也可以是三台不同的服务器。那么，采用哈希槽 (hash slot)的方式来分配16384个slot 的话，它们三个节点分别承担的slot 区间是：
节点A覆盖0－5460;
节点B覆盖5461－10922;
节点C覆盖10923－16383.
获取数据：
如果存入一个值，按照redis cluster哈希槽的算法： CRC16('key')384 = 6782。 那么就会把这个key 的存储分配到 B 上了。同样，当我连接(A,B,C)任何一个节点想获取'key'这个key时，也会这样的算法，然后内部跳转到B节点上获取数据
新增一个主节点：
新增一个节点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，我会在接下来的实践中实验。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0-1364,5461-6826,10923-12287
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。
2、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拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。
上面那个例子里, 集群有ABC三个主节点, 如果这3个节点都没有加入从节点，如果B挂掉了，我们就无法访问整个集群了。A和C的slot也无法访问。
所以我们在集群建立的时候，一定要为每个主节点都添加了从节点, 比如像这样, 集群包含主节点A、B、C, 以及从节点A1、B1、C1, 那么即使B挂掉系统也可以继续正确工作。
B1节点替代了B节点，所以Redis集群将会选择B1节点作为新的主节点，集群将会继续正确地提供服务。 当B重新开启后，它就会变成B1的从节点。
不过需要注意，如果节点B和B1同时挂了，Redis集群就无法继续正确地提供服务了。
二、redis集群的搭建
集群中至少应该有奇数个节点，所以至少有三个节点，每个节点至少有一个备份节点，所以下面使用6节点（主节点、备份节点由redis-cluster集群确定）。
1、安装redis
# tar xf redis-3.2.5.tar.gz
# cd redis-3.2.5/
# make
# make install PREFIX=/usr/local/redis-cluster
# cd /usr/local/redis-cluster/
# mv bin redis01
# cd redis01
从解压后后目录里 复制一份redis.conf 到 redis01目录下
修改内容：
cluster-enabled yes #开启cluster，去掉注释 cluster-config-file nodes.conf cluster-node-timeout 15000 appendonly yes
复制六份，修改对应的端口号
2、安装redis-trib所需的 ruby脚本
复制redis解压文件src下的redis-trib.rb文件到redis-cluster目录
[root@db01 redis-cluster]# cp /soft/redis-3.2.5/src/redis-trib.rb ./
安装ruby环境
[root@localhost redis-cluster]# yum install ruby [root@localhost redis-cluster]# yum install rubygems
安装redis-trib.rb运行依赖的ruby的包redis-3.2.2.gem，下载
[root@localhost redis-cluster]# gem install redis-3.2.2.gem
3、启动所有的redis节点
可以写一个命令脚本start-all.sh
[root@db01 redis-cluster]# cat start-all.sh cd redis01 ./redis-server redis.conf cd ../redis02 ./redis-server redis.conf cd ../redis03 ./redis-server redis.conf cd ../redis04 ./redis-server redis.conf cd ../redis05 ./redis-server redis.conf cd ../redis06 ./redis-server redis.conf cd ..
[root@localhost redis-cluster]# chmod +x start-all.sh [root@localhost redis-cluster]# ./start-all.sh
[root@localhost redis-cluster]# ps -ef | grep redis
root 4547 1 0 23:12 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:7001 [cluster]
root 4551 1 0 23:12 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:7002 [cluster]
root 4555 1 0 23:12 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:7003 [cluster]
root 4559 1 0 23:12 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:7004 [cluster]
root 4563 1 0 23:12 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:7005 [cluster]
root 4567 1 0 23:12 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:7006 [cluster]
root 4840 4421 0 23:26 pts/1 00:00:00 grep --color=auto redis
可以看到redis的6个节点已经启动成功
杀死全部的节点：
pkill -9 redis
4、使用redis-trib.rb创建集群
[root@localhost redis-cluster]# ./redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 127.0.0.1:7006
使用create命令 --replicas 1 参数表示为每个主节点创建一个从节点，其他参数是实例的地址集合。
>>> Creating cluster >>> Performing hash slots allocation on 6 nodes... Using 3 masters: 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 Adding replica 127.0.0.1:7004 to 127.0.0.1:7001 Adding replica 127.0.0.1:7005 to 127.0.0.1:7002 Adding replica 127.0.0.1:7006 to 127.0.0.1:7003 M: dfd510594da614469a93a0a70767ec9145aefb1a 127.0.0.1:7001 slots:0-5460 (5461 slots) master M: e02eac35110bbf44c61ff90175e04d55cca097ff 127.0.0.1:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master M: 4385809e6f4952ecb122dbfedbee29109d6bb234 127.0.0.1:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master S: ec02c9ef3acee069e8849f143a492db18d4bb06c 127.0.0.1:7004 replicates dfd510594da614469a93a0a70767ec9145aefb1a S: 83e5a8bb94fb5aaa892cd2f6216604e03e4a6c75 127.0.0.1:7005 replicates e02eac35110bbf44c61ff90175e04d55cca097ff S: 10c097c429ca24f8720986c6b66f0688bfb901ee 127.0.0.1:7006 replicates 4385809e6f4952ecb122dbfedbee29109d6bb234 Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes >>> Nodes configuration updated >>> Assign a different config epoch to each node >>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster Waiting for the cluster to join...... >>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:7001) M: dfd510594da614469a93a0a70767ec9145aefb1a 127.0.0.1:7001 slots:0-5460 (5461 slots) master M: e02eac35110bbf44c61ff90175e04d55cca097ff 127.0.0.1:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master M: 4385809e6f4952ecb122dbfedbee29109d6bb234 127.0.0.1:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master M: ec02c9ef3acee069e8849f143a492db18d4bb06c 127.0.0.1:7004 slots: (0 slots) master replicates dfd510594da614469a93a0a70767ec9145aefb1a M: 83e5a8bb94fb5aaa892cd2f6216604e03e4a6c75 127.0.0.1:7005 slots: (0 slots) master replicates e02eac35110bbf44c61ff90175e04d55cca097ff M: 10c097c429ca24f8720986c6b66f0688bfb901ee 127.0.0.1:7006 slots: (0 slots) master replicates 4385809e6f4952ecb122dbfedbee29109d6bb234 [OK] All nodes agree about slots configuration. >>> Check for open slots... >>> Check slots coverage... [OK] All 16384 slots covered.
上面显示创建成功，有3个主节点，3个从节点，每个节点都是成功连接状态。
3个主节点[M]以及分配的哈希卡槽如下：
M: dfd510594da614469a93a0a70767ec9145aefb1a 127.0.0.1:7001 slots:0-5460 (5461 slots) master M: e02eac35110bbf44c61ff90175e04d55cca097ff 127.0.0.1:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master M: 4385809e6f4952ecb122dbfedbee29109d6bb234 127.0.0.1:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master
3个从节点[S]以及附属的主节点如下：
S: ec02c9ef3acee069e8849f143a492db18d4bb06c 127.0.0.1:7004 replicates dfd510594da614469a93a0a70767ec9145aefb1a S: 83e5a8bb94fb5aaa892cd2f6216604e03e4a6c75 127.0.0.1:7005 replicates e02eac35110bbf44c61ff90175e04d55cca097ff S: 10c097c429ca24f8720986c6b66f0688bfb901ee 127.0.0.1:7006 replicates 4385809e6f4952ecb122dbfedbee29109d6bb234
以上集群安装成功了
三、redis集群的测试
1、测试存取值
客户端连接集群redis-cli需要带上 -c ，redis-cli -c -p 端口号
[root@localhost redis01]# ./redis-cli -c -p 7001 127.0.0.1:7001> set name andy -> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:7002 OK 127.0.0.1:7002> get name "andy" 127.0.0.1:7002>
根据redis-cluster的key值分配，name应该分配到节点7002[5461-10922]上，上面显示redis cluster自动从7001跳转到了7002节点。
我们可以测试一下7006从节点获取name值
[root@localhost redis06]# ./redis-cli -c -p 7006 127.0.0.1:7006> get name -> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:7002 "andy" 127.0.0.1:7002>
7006位7003的从节点，从上面也是自动跳转至7002获取值，这也是redis cluster的特点，它是去中心化，每个节点都是对等的，连接哪个节点都可以获取和设置数据。
四、集群
节点选举
现在模拟将7001节点挂掉，按照redis-cluster原理会选举会将 7001的从节点7004选举为主节点。
[root@db01 redis-cluster]# ps -ef |grep redis root 12614 1 0 14:55 ? 00:00:04 ./redis-server 127.0.0.1:7002 [cluster] root 12618 1 0 14:55 ? 00:00:04 ./redis-server 127.0.0.1:7002 [cluster] root 12622 1 0 14:55 ? 00:00:04 ./redis-server 127.0.0.1:7003 [cluster] root 12626 1 0 14:55 ? 00:00:04 ./redis-server 127.0.0.1:7004 [cluster] root 12630 1 0 14:55 ? 00:00:04 ./redis-server 127.0.0.1:7005 [cluster] root 12634 1 0 14:55 ? 00:00:04 ./redis-server 127.0.0.1:7006 [cluster] root 13370 8793 0 16:08 pts/0 00:00:00 grep --color=auto redis
kill -9 12614
在查看集群中的7001节点
[root@db01 redis-cluster]# ./redis-trib.rb check 127.0.0.1:7004 >>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:7004) M: d8ab0ba1c7c8db0aa8512c4a1ccfe5f0bf248841 127.0.0.1:7004 slots:0-5460 (5461 slots) master 0 additional replica(s) S: b03cf52d5423b3076269bbd1824bcb9dc38931e9 127.0.0.1:7005 slots: (0 slots) slave replicates 86a2ad43cc81025505e6b6abb9672f0d9e560711 M: 86a2ad43cc81025505e6b6abb9672f0d9e560711 127.0.0.1:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master 1 additional replica(s) S: d79c9cc52fb5ce4315bed3532ef92f09dffb985d 127.0.0.1:7006 slots: (0 slots) slave replicates 1507d656f4fbd049502397c71b2be16c8c6c2a23 M: 1507d656f4fbd049502397c71b2be16c8c6c2a23 127.0.0.1:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master 1 additional replica(s) [OK] All nodes agree about slots configuration. >>> Check for open slots... >>> Check slots coverage... [OK] All 16384 slots covered.
可以看到集群连接不了7001节点，重定向到附近节点7002获取到 key对应的值
[root@db01 redis01]# ./redis-cli -c -p 7001 127.0.0.1:7001> get name -> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:7002 "andy" 127.0.0.1:7002>
将7001重新加入集群后，发现 与他对应的7004 已经变成master而7001变成了salve
[root@db01 redis01]# ./redis-server redis.conf [root@db01 redis01]# cd .. [root@db01 redis-cluster]# ./redis-trib.rb check 127.0.0.1:7001 >>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:7001) S: 6317ce2a62d55fa610673ff5be094a369efdf7f1 127.0.0.1:7001 slots: (0 slots) slave replicates d8ab0ba1c7c8db0aa8512c4a1ccfe5f0bf248841 M: d8ab0ba1c7c8db0aa8512c4a1ccfe5f0bf248841 127.0.0.1:7004 slots:0-5460 (5461 slots) master 1 additional replica(s) M: 86a2ad43cc81025505e6b6abb9672f0d9e560711 127.0.0.1:7002 slots:5461-10922 (5462 slots) master 1 additional replica(s) S: d79c9cc52fb5ce4315bed3532ef92f09dffb985d 127.0.0.1:7006 slots: (0 slots) slave replicates 1507d656f4fbd049502397c71b2be16c8c6c2a23 M: 1507d656f4fbd049502397c71b2be16c8c6c2a23 127.0.0.1:7003 slots:10923-16383 (5461 slots) master 1 additional replica(s) S: b03cf52d5423b3076269bbd1824bcb9dc38931e9 127.0.0.1:7005 slots: (0 slots) slave replicates 86a2ad43cc81025505e6b6abb9672f0d9e560711 [OK] All nodes agree about slots configuration. >>> Check for open slots... >>> Check slots coverage... [OK] All 16384 slots covered.