一、为什么要使用redis cluster集群
1.主从复制不能实现高可用
2.随着公司发展，用户数量增多，并发越来越多，业务需要更高的QPS，而主从复制中单机的QPS可能无法满足业务需求
3.数据量的考虑，现有服务器内存不能满足业务数据的需要时，单纯向服务器添加内存不能达到要求，此时需要考虑分布式需求，把数据分布到不同服务器上
4.网络流量需求：业务的流量已经超过服务器的网卡的上限值，可以考虑使用分布式来进行分流
5.离线计算，需要中间环节缓冲等别的需求
二、什么数据分布式
通俗易懂就是将不同信息根据规则，存放在到不同的地方。
我们常见的数据分布式有 顺序分布、节点取余分布、一致性哈希分布、
顺序分布
比如：1到100个数字，要保存在3个节点上，按照顺序分区，把数据平均分配三个节点上
1号到33号数据保存到节点1上，34号到66号数据保存到节点2上，67号到100号数据保存到节点3上
image.png
节点取余分布
比如有100个数据，对每个数据进行hash运算之后，与节点数进行取余运算，根据余数不同保存在不同的节点上
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致性哈希分区
一致性哈希原理：
将所有的数据当做一个token环，token环中的数据范围是0到2的32次方。然后为每一个数据节点分配一个token范围值，这个节点就负责保存这个范围内的数据。
image.png
三、redis cluster的基本架构
节点
Redis Cluster是分布式架构：即Redis Cluster中有多个节点，每个节点都负责进行数据读写操作，每个节点之间会进行通信。
meet操作
meet操作是节点之间完成相互通信的基础，meet操作有一定的频率和规则
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分配槽
把16384个槽平均分配给节点进行管理，每个节点只能对自己负责的槽进行读写操作。
由于每个节点之间都彼此通信，每个节点都知道另外节点负责管理的槽范围
image.png
复制
保证高可用，每个主节点都有一个从节点，当主节点故障，Cluster会按照规则实现主备的高可用性
restart cluster存放数据
1.把16384槽按照节点数量进行平均分配，由节点进行管理
2.对每个key按照CRC16规则进行hash运算
3.把hash结果对16383进行取余
4.把余数发送给Redis节点
5.节点接收到数据，验证是否在自己管理的槽编号的范围
如果在自己管理的槽编号范围内，则把数据保存到数据槽中，然后返回执行结果
如果在自己管理的槽编号范围外，则会把数据发送给正确的节点，由正确的节点来把数据保存在对应的槽中
四、redis cluster部署
准备环境：两台centos 7的服务器
redis1 192.168.1.91(安装redis-4.0.9)
redis2 192.168.1.92(安装redis-4.0.9)
1、安装redis 两台服务器都执行
[root@redis1]$ yum -y install gcc make
[root@redis1]$ tar xzf redis-4.0.9.tar.gz
[root@redis1 ]$ cd redis-4.0.9/
[root@redis1 redis-4.0.9]$ make && make install
2、创建redis节点
首先在 192.168.1.91 服务器上 /root/redis-4.0.9 目录下创建 redis_cluster 目录；
[root@redis1 redis-4.0.9]$ mkdir redis_cluster
在 redis_cluster 目录下，创建名为7000、7001、7002的目录，并将 redis.conf 拷贝到这三个目录中
[root@redis1 redis-4.0.9]$ cd redis_cluster/
[root@redis1 redis_cluster]$ mkdir 7001 7002 7003
[root@redis1 redis_cluster]$ cd ..
[root@redis1 redis-4.0.9]$ cp redis.conf redis_cluster/7001/
[root@redis1 redis-4.0.9]$ cp redis.conf redis_cluster/7002/
[root@redis1 redis-4.0.9]$ cp redis.conf redis_cluster/7003/
修改redis_cluster中的三个配置文件，修改如下内容
port 7000 //端口7000,7002,7003
bind 0.0.0.0 //默认ip为127.0.0.1 需要改为其他节点机器可访问的ip 否则创建集群时无法访问对应的端口，无法创建集群.这里直接0.0.0.0
daemonize yes //redis后台运行
pidfile /var/run/redis_7001.pid //pidfile文件对应7000,7001,7002
logfile "/var/log/redis7001.log" //日志的存放路径
cluster-enabled yes //开启集群 把注释#去掉
cluster-config-file nodes_7001.conf //集群的配置 配置文件首次启动自动生成 7001,7002,7003
cluster-node-timeout 15000 //请求超时 默认15秒，可自行设置
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
3、启动各个节点
[root@redis1 redis-4.0.9]$ src/redis-server redis_cluster/7001/redis.conf
[root@redis1 redis-4.0.9]$ src/redis-server redis_cluster/7002/redis.conf
[root@redis1 redis-4.0.9]$ src/redis-server redis_cluster/7003/redis.conf
4、检查 redis 启动情况
[root@redis1 redis-4.0.9]$ ss -lntp |grep redis
LISTEN 0 128 *:7001 *:* users:(("redis-server",pid=14261,fd=6))
LISTEN 0 128 *:7002 *:* users:(("redis-server",pid=14266,fd=6))
LISTEN 0 128 *:7003 *:* users:(("redis-server",pid=14271,fd=6))
LISTEN 0 128 *:17001 *:* users:(("redis-server",pid=14261,fd=9))
LISTEN 0 128 *:17002 *:* users:(("redis-server",pid=14266,fd=9))
LISTEN 0 128 *:17003 *:* users:(("redis-server",pid=14271,fd=9))
[root@redis1 redis-4.0.9]$ ps aux |grep redis
root 14251 0.0 0.5 147360 9656 ? Ssl 22:46 0:02 src/redis-server 0.0.0.0:7001 [cluster]
root 14256 0.0 0.5 147360 9652 ? Ssl 22:46 0:02 src/redis-server 0.0.0.0:7002 [cluster]
root 14261 0.0 0.5 147360 9652 ? Ssl 22:46 0:02 src/redis-server 0.0.0.0:7003 [cluster]
root 14295 0.0 0.0 112712 964 pts/0 S+ 23:33 0:00 grep --color=auto redis
在另外一台一台服务器做出相同的操作，端口为7004、7005、7006
5、创建集群
Redis 官方提供了 redis-trib.rb 这个工具，就在解压目录的 src 目录中，需要将它复制到 /usr/local/bin 目录中，然后就可以直接在命令行中使用了。使用下面这个命令即可完成安装。
[root@redis1 redis-4.0.9]$ cp src/redis-trib.rb /usr/local/bin/
在创建集群之前需要下载ruby
[root@redis1 ~]$ yum makecache fast
[root@redis1 ~]$ yum -y install ruby ruby-devel rubygems rpm-build #yum安装的rubygems的版本是2.0.0
[root@redis1 ~]$ gem sources --remove http://rubygems.org #删除rubygems系统自带的源
[root@redis1 ~]$ gem sources -a http://mirrors.aliyun.com/rubygems/ #安装aliyun的源
[root@redis1 ~]$ gem install redis -v 3.3.5
我试过了执行gem install redis 后面一定要加版本。也只能下3.3.5和之前的版本(但是3.3.4不行，因为我看了官方文档，3.3.4已经被遗弃)。后面的版本下了也没用。因为我们下载的rubygems是2.0.0版本的。之后版本至少要rubygems2.2.2。
执行创建集群命令
[root@redis1 ~]$ redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.1.91:7001 192.168.1.91:7002 192.168.1.91:7003 192.168.1.92:7004 192.168.1.92:7005 192.168.1.92:7006
>>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
192.168.1.91:7001
192.168.1.92:7004
192.168.1.91:7002
Adding replica 192.168.1.92:7006 to 192.168.1.91:7001
Adding replica 192.168.1.91:7003 to 192.168.1.92:7004
Adding replica 192.168.1.92:7005 to 192.168.1.91:7002
M: cf11cf78ff2198b3aff78edfbb0238bf8c811cf2 192.168.1.91:7001
slots:0-5460 (5461 slots) master
M: c9d332c7f05e36f956b815e390feab01ba3847e6 192.168.1.91:7002
slots:10923-16383 (5461 slots) master
S: 2fbbc8d39be0efac0004f88506d3944ef444e838 192.168.1.91:7003
replicates ca5f1252a7e34c9d9402a57aa5bfba3a85c26c98
M: ca5f1252a7e34c9d9402a57aa5bfba3a85c26c98 192.168.1.92:7004
slots:5461-10922 (5462 slots) master
S: 6af8a54987cb3e1960accb9e76cf2430df38ad4f 192.168.1.92:7005
replicates c9d332c7f05e36f956b815e390feab01ba3847e6
S: 1eba53a0b423841f250c489ee54de63c1c7336a3 192.168.1.92:7006
replicates cf11cf78ff2198b3aff78edfbb0238bf8c811cf2
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept):
输入yes
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 192.168.1.91:7001)
M: cf11cf78ff2198b3aff78edfbb0238bf8c811cf2 192.168.1.91:7001
slots:0-5460 (5461 slots) master
1 additional replica(s)
S: 1eba53a0b423841f250c489ee54de63c1c7336a3 192.168.1.92:7006
slots: (0 slots) slave
replicates cf11cf78ff2198b3aff78edfbb0238bf8c811cf2
S: 2fbbc8d39be0efac0004f88506d3944ef444e838 192.168.1.91:7003
slots: (0 slots) slave
replicates ca5f1252a7e34c9d9402a57aa5bfba3a85c26c98
S: 6af8a54987cb3e1960accb9e76cf2430df38ad4f 192.168.1.92:7005
slots: (0 slots) slave
replicates c9d332c7f05e36f956b815e390feab01ba3847e6
M: ca5f1252a7e34c9d9402a57aa5bfba3a85c26c98 192.168.1.92:7004
slots:5461-10922 (5462 slots) master
1 additional replica(s)
M: c9d332c7f05e36f956b815e390feab01ba3847e6 192.168.1.91:7002
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.
redis-trib.rb其实就是一个redis自带的脚本，它可以帮你自动挑选master和对应的slave，还会自动帮你分配槽位。(随机)
