NoSQL 之Redis集群模式

目录

案例概述

redis工作模式

主从模式

哨兵模式

redis cluster模式

Redis集群介绍

Redis集群的优势

Redis集群的实现方法

Redis-Cluster数据分片

Redis-Cluster的主从复制模型

Redis集群部署

案例部署

安装redis

检查redis的状态

修改配置文件

重启启动redis服务

创建redis集群

查看当前集群情况

增加节点

安装redis

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案例概述

• 单节点Redis服务器带来的问题
  • 单点故障，服务不可用
  • 无法处理大量的并发数据请求
  • 数据丢失一大灾难
• 解决方法
  • 搭建Redis集群

redis工作模式

主从模式

redis2.8之前

1、解决数据备份问题

2、做到读写分离，提高服务器性能

1、master故障，无法自动故障转移，需人工介入

2、master无法实现动态扩容

哨兵模式

redis2.8级之后的模式

1、Master 状态监测

2、master节点故障，自动切换主从，故障自愈

3、所有slave从节点，随之更改新的master节点

1、slave节点下线，sentinel不会对其进行故障转移，连接从节点的客户端因为无法获取到新的可用从节点

2、master无法实行动态扩容

redis cluster模式

redis3.0版本之后

1、有效的解决了redis在分布式方面的需求

2、遇到单机内存，并发和流量瓶颈等问题时，可采用Cluster方案达到负载均衡的目的

3、可实现动态扩容

4、P2P模式，无中心化

5、通过Gossip协议同步节点信息

6、自动故障转移、Slot迁移中数据可用

7、自动分割数据到不同的节点上

8、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

1、架构比较新，最佳实践较少

2、为了性能提升，客户端需要缓存路由表信息

3、节点发现、reshard操作不够自动化

4、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

5、Redis 集群不像单机 Redis 那样支持多数据库功能， 集群只使用默认的 0 号数据库， 并且不能使用 SELECT index 命令

Redis集群介绍

• Redis集群是一个提供在多个Redis间节点间共享数据的城西集
• 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Redids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可继续处理命令

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集群的实现方法

• 有客户端分片
• 代理分片
• 服务器端分片

Redis-Cluster数据分片

• Redis集群没有使用一致性hash，而是引入了哈希槽概念
• Redis集群有16384个哈希槽
• 每个key通过CRC16校验后对16384取模来决定放置槽
• 集群的每个节点负责一部分哈希槽
• 支持添加或删除节点
  • 添加删除节点无需停止服务
  • 例如
    • 如果想新添加节点D，需要移动节点A,B,C中的部分槽道D上
    • 如果想移除节点A，需要将A中的槽移动道B和C节点上，再将没有任何槽的A节点从集群中移除

Redis-Cluster的主从复制模型

• 集群中具有A，B，C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5501-11000这个范围的槽而不可用
• 为每个节点添加一个从节点A1,B1,C1，整个集群便有三个master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群便会选举B1为新的主节点继续服务
• 当B和B1都失败后，集群将不可用

master只有一个slave

master故障--》slave

(ping-pong)

master有多个slave

选举，选出新的主

slave广播（故障转移的认证请求），拉选票，让master投票

master（故障转移的认证应答），投票给slave

如果a-slave票数多，a成了master

如果票数一样多，再选

期望，半数以上

选组尽量是奇数台

Redis集群部署

操作系统	IP 地址	角色
CentOS7.9	192.168.10.101	master1
CentOS7.9	192.168.10.102	master2
CentOS7.9	192.168.10.103	master3
CentOS7.9	192.168.10.104	slave1
CentOS7.9	192.168.10.105	slave2
CentOS7.9	192.168.10.106	slave3

案例部署

安装redis

同步六台虚拟主机，关闭所有主机的防火墙功能

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce  0

部署依赖环境，解压压缩包，进入到解压压缩包目录下

[root@localhost ~]# yum -y install gcc* zlib-devel
[root@localhost ~]# tar zxvf redis-5.0.14.tar.gz
[root@localhost ~]# cd redis-5.0.14
[root@localhost redis-5.0.14]# make
[root@localhost redis-5.0.14]# make PREFIX=/usr/local/redis install           #将软件安装到 /usr/local/redis 目录下。
[root@localhost redis-5.0.14]# ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/    #创建一个软链接到指定目录下                       
[root@localhost redis-5.0.14]# cd utils/
[root@localhost utils]# ./install_server.sh
#一直回车直到跳出这个指令
1.确定端口
2.确定配置文件位置
3.确定日志文件位置
4.确定数据目录位置
5.确定执行程序路径

检查redis的状态

[root@localhost utils]# netstat -anpt | grep redis
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      5858/redis-server 1

修改配置文件

[root@localhost utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
bind 0.0.0.0              #大概在70行，修改监听
appendonly yes            #大概在700行，开启aof持久化
cluster-enabled yes       #大概在833行，去掉注释，表示启用群集
cluster-config-file nodes-6379.conf         #大概在841行，取消注释启用
cluster-node-timeout 15000            #大概在847行，取消注释
cluster-require-full-coverage no            #大概在924行，取消注释，yes改成no

开启Cluster：cluster-enabled yes

集群配置文件：cluster-config-file nodes-7000.conf。这个配置文件不是要我们去配的，而是Redis运行时保存配置的文件，所以我们也不可以修改这个文件。

集群超时时间：cluster-node-timeout 15000。结点超时多久则认为它宕机了。

槽是否全覆盖：cluster-require-full-coverage no。默认是yes，只要有结点宕机导致16384个槽没全被覆盖，整个集群就全部停止服务，所以一定要改为no

重启启动redis服务

[root@localhost utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart         #重启redis
[root@localhost utils]# netstat -anpt | grep redis
tcp        0      0 0.0.0.0:6379            0.0.0.0:*               LISTEN      5895/redis-server 0 
tcp        0      0 0.0.0.0:16379           0.0.0.0:*               LISTEN      5895/redis-server 0 

创建redis集群

取消所有主机的同步，六个节点随便找一个节点创建集群，这些节点分布在不同的IP上，有几个写入几个

[root@localhost ~]# redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.10.101:6379 192.168.10.102:6379 192.168.10.103:6379 192.168.10.104:6379 192.168.10.105:6379 192.168.10.106:6379
yes

查看当前集群情况

[root@localhost ~]# redis-cli
127.0.0.1:6379> cluster nodes

测试集群

自动把请求对应到某个主机

[root@localhost ~]# redis-cli -h 192.168.10.101 -p 6379 -c
192.168.10.101:6379> set k1 11
-> Redirected to slot [12706] located at 192.168.10.103:6379
OK
192.168.10.103:6379> set k2 22
-> Redirected to slot [449] located at 192.168.10.101:6379
OK
192.168.10.101:6379> set k3 33
OK
192.168.10.101:6379> set k4 44
-> Redirected to slot [8455] located at 192.168.10.102:6379
OK
192.168.10.102:6379> set k5 55
-> Redirected to slot [12582] located at 192.168.10.103:6379
OK
192.168.10.103:6379> set k6 66
-> Redirected to slot [325] located at 192.168.10.101:6379
OK
192.168.10.101:6379> set k7 77
OK
192.168.10.101:6379> set k8 88
-> Redirected to slot [8331] located at 192.168.10.102:6379
OK
192.168.10.102:6379> set k9 99
-> Redirected to slot [12458] located at 192.168.10.103:6379
OK
192.168.10.103:6379> keys *
1) "k9"
2) "k5"
3) "k1"

增加节点

安装redis

同步三台主机，直接用脚本运行安装

[root@localhost ~]# bash install_redis.sh

安装完成后取消同步

新增加的节点是master角色

[root@localhost ~]# redis-cli -c -p 6379 cluster meet 192.168.10.107:6379