公司的很多项目在使用redis主从。由于coder的各种毁灭性操作，迫切需要一个能带故障恢复的架构。因此新版的cluster，开始了测试。

一、Cluster 理论基础

Cluster介绍

Redis集群是一个提供在多个Redis间节点间共享数据的程序集。

Redis集群并不支持处理多个keys的命令，因为这需要在不同的节点间移动数据，从而达不到像Redis那样的性能，在高负载的情况下可能会导致不可预料的错误。

Redis 集群通过分区来提供一定程度的可用性，在实际环境中当某个节点宕机或者不可达的情况下继续处理命令。

Redis 集群的优势:

  • 自动分割数据到不同的节点上。
  • 整个集群的部分节点失败或者不可达的情况下能够继续处理命令。

Redis 一致性保证

Redis 并不能保证数据的强一致性. 这意味这在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作.
第一个原因是因为集群是用了异步复制. 写操作过程:
客户端向主节点B写入一条命令。
主节点B向客户端回复命令状态。
主节点将写操作复制给他得从节点 B1， B2 和 B3。
主节点对命令的复制工作发生在返回命令回复之后， 因为如果每次处理命令请求都需要等待复制操作完成的话， 那么主节点处理命令请求的速度将极大地降低 —— 我们必须在性能和一致性之间做出权衡。

Redis 集群另外一种可能会丢失命令的情况是集群出现了网络分区， 并且一个客户端与至少包括一个主节点在内的少数实例被孤立。.
举个例子 假设集群包含 A 、 B 、 C 、 A1 、 B1 、 C1 六个节点， 其中 A 、B 、C 为主节点， A1 、B1 、C1 为A，B，C的从节点， 还有一个客户端 Z1
假设集群中发生网络分区，那么集群可能会分为两方，大部分的一方包含节点 A 、C 、A1 、B1 和 C1 ，小部分的一方则包含节点 B 和客户端 Z1 。
Z1仍然能够向主节点B中写入， 如果网络分区发生时间较短,那么集群将会继续正常运作,如果分区的时间足够让大部分的一方将B1选举为新的master，那么Z1写入B中得数据便丢失了。

Cluster 架构

1、redis-cluster架构图

架构细节:

  • 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。
  • 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。
  • 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-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

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。

安装 Cluster

所需软件：
redis-3.0.6.tar.gz
tcl8.6.1-src.tar.gz
rubygems-2.4.2.tgz
redis-3.0.0.gem

注意，由于官网，建议6个台服务器，本人笔记本就启动三个VM凑合。

192.168.11.12:6379/6380
192.168.11.13:6379/6380
192.168.11.14:6379/6380

1.安装redis（只演示一台）
mkdir -pv /usr/local/redis6379/{etc,log,var,data}
cd redis-3.0.6
make
make PREFIX=/usr/local/redis6379 install

2.配置文件（仅测试，为最少选项）：
cat /usr/local/redis6379/etc/redis6379.conf
daemonize yes
port 6379
appendonly yes
appendfilename “appendonly-6379.aof”
cluster-enabled yes
cluster-config-file /opt/nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 5000

cluster-enabled 选项用于开实例的集群模式
cluster-config-file 定了保存节点配置文件的路径， 默认值为 nodes.conf.节点配置文件无须人为修改， 它由 Redis 集群在启动时创建， 并在有需要时自动进行更新。

3.启动redis
/usr/local/redis6379/bin/redis-server /usr/local/redis6379/etc/redis6379.conf 

# ps aux | grep redis                       
root      14968  0.1  0.9 137444  9616 ?        Ssl  20:23   0:11         /usr/local/redis6379/bin/redis-server *:6379 [cluster]                       
root      15002  0.1  0.7 137444  7520 ?        Ssl  20:23   0:11 /usr/local/redis6380/bin/redis-server *:6380 [cluster]

4.启动集群
[root@12 10.19.166.212 /usr/local/src/redis-3.0.6/src ]
#/usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb create —replicas 1 192.168.11.12:6379 192.168.11.12:6380 192.168.11.13:6379 192.168.11.13:6380 192.168.11.14:6379 192.168.11.14:6380
/usr/bin/env: ruby: 没有那个文件或目录

报错找不到ruby

因为我们还没有安装

5.安装ruby以及ruby依赖
yum -y install ruby ruby-rdoc

注意这时候还缺少依赖，直接开始构建集群的话还会报错：
#/usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb create —replicas 1 192.168.11.12:6379 192.168.11.12:6380 192.168.11.13:6379 192.168.11.13:6380 192.168.11.14:6379 192.168.11.14:6380
/usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb:24:in `require’: no such file to load — rubygems (LoadError)
from /usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb:24

继续安装rubygem
tar zxmf rubygems-2.4.2.tgz
ruby setup.rb
cp bin/gem /usr/local/bin/
gem install -l redis-3.0.0.gem

6.构建集群
/usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb create —replicas 1 192.168.11.12:6379 192.168.11.12:6380 192.168.11.13:6379 192.168.11.13:6380 192.168.11.14:6379 192.168.11.14:6380 

>>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
192.168.11.14:6379
192.168.11.13:6379
192.168.11.12:6379
Adding replica 192.168.11.13:6380 to 192.168.11.14:6379
Adding replica 192.168.11.14:6380 to 192.168.11.13:6379
Adding replica 192.168.11.12:6380 to 192.168.11.12:6379
M: c776fbe75505f6cc5c452cea363626804d675433 192.168.11.12:6379
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
S: 4dec205bd3c73333f3976e202fe4282c5b72286a 192.168.11.12:6380
   replicates c776fbe75505f6cc5c452cea363626804d675433
M: 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0 192.168.11.13:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
S: 00b47d4d1b3b26a276a96975fe33063225b87fc9 192.168.11.13:6380
   replicates ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8
M: ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8 192.168.11.14:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
S: a8334f26be6b35a3e75f037fa5f44779cf970b12 192.168.11.14:6380
   replicates 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0
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 192.168.11.12:6379)
M: c776fbe75505f6cc5c452cea363626804d675433 192.168.11.12:6379
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
M: 4dec205bd3c73333f3976e202fe4282c5b72286a 192.168.11.12:6380
   slots: (0 slots) master
   replicates c776fbe75505f6cc5c452cea363626804d675433
M: 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0 192.168.11.13:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 00b47d4d1b3b26a276a96975fe33063225b87fc9 192.168.11.13:6380
   slots: (0 slots) master
   replicates ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8
M: ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8 192.168.11.14:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
M: a8334f26be6b35a3e75f037fa5f44779cf970b12 192.168.11.14:6380
   slots: (0 slots) master
   replicates 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

好了安装完成了
注：
redis-trib.rb 这个命令在这里用于创建一个新的集群， 选项—replicas 1 表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点。
之后跟着的其他参数则是这个集群实例的地址列表，3个master3个slave。
在这里可以 ：/usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb create —replicas 0 192.168.11.12:6379 192.168.11.13:6379 192.168.11.14:6379
表示不做slave之后在redis-trib.rb add-node 192.168.11.12:6380 192.168.11.13:6380 添加节点

下面检查一下节点：
/usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb check 192.168.11.12:6379

>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.11.12:6379)
M: c776fbe75505f6cc5c452cea363626804d675433 192.168.11.12:6379
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
S: a8334f26be6b35a3e75f037fa5f44779cf970b12 192.168.11.14:6380
   slots: (0 slots) slave
   replicates 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0
M: 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0 192.168.11.13:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 00b47d4d1b3b26a276a96975fe33063225b87fc9 192.168.11.13:6380
   slots: (0 slots) slave
   replicates ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8
M: ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8 192.168.11.14:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
S: 4dec205bd3c73333f3976e202fe4282c5b72286a 192.168.11.12:6380
   slots: (0 slots) slave
   replicates c776fbe75505f6cc5c452cea363626804d675433
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

7.测试写入
/usr/local/redis6379/bin/redis-cli -c -h 192.168.11.12 -p 6379
192.168.11.12:6379> set aa 123
-> Redirected to slot [1180] located at 192.168.11.14:6379
OK
192.168.11.14:6379> 

[root@13 ~]# /usr/local/redis6379/bin/redis-cli -c -h 192.168.11.12 -p 6380
192.168.11.12:6380> get aa
-> Redirected to slot [1180] located at 192.168.11.14:6379
"123"
192.168.11.14:6379>

测试删除：
[root@12 10.19.166.212 /usr/local/src ]
/usr/local/redis6379/bin/redis-cli -c -h 192.168.11.12 -p 6379 shutdown

[root@12 10.19.166.212 /usr/local/src ] 
 /usr/local/src/redis-3.0.6/src/redis-trib.rb check 192.168.11.13:6379
>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.11.13:6379)
M: 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0 192.168.11.13:6379
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
M: ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8 192.168.11.14:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
M: 4dec205bd3c73333f3976e202fe4282c5b72286a 192.168.11.12:6380
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
   0 additional replica(s)
S: 00b47d4d1b3b26a276a96975fe33063225b87fc9 192.168.11.13:6380
   slots: (0 slots) slave
   replicates ed3f0377b8c7cdace570fcdc8eb60b2fce61bba8
S: a8334f26be6b35a3e75f037fa5f44779cf970b12 192.168.11.14:6380
   slots: (0 slots) slave
   replicates 945d62135ac298c06e56ea5d3da0bdf4eda86eb0
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

/usr/local/redis6379/bin/redis-cli -c -h 192.168.11.12 -p 6380 shutdown

 /usr/local/redis6379/bin/redis-cli -c -h 192.168.11.14 -p 6379 
192.168.11.14:6379> get aa
(error) CLUSTERDOWN The cluster is down
192.168.11.14:6379> get bb
(error) CLUSTERDOWN The cluster is down
192.168.11.14:6379> quit

/usr/local/redis6379/bin/redis-cli -c -h 192.168.11.14 -p 6379
192.168.11.14:6379> get aa
“123”
192.168.11.14:6379> get bb
-> Redirected to slot [8620] located at 192.168.11.13:6379
“234”

安装到此结束