一、redis-cluster设计

1）redis-cluster采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状体，每个节点都和其他所有节点连接

2）结构特点
1⃣、所有的redis节彼此互联（PING-PONG机制），内部使用二进制协议优化传输速度和带宽
2⃣、节点的fail是通过集群中的超过半数的节点检测失效时才生效
3⃣、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
4⃣、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
5⃣、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放在哪一个桶

3）redis-cluster节点分配
我们现在时三个主节点，分别是：A、B、C三个节点，他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，他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

4）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，那么会把这个key存储分配到B上。同样，当我们连接（A、B、C）任何一个节点想获取‘key’这个key时，也会是这样的算法，然后内部跳转到B节点上获取数据

5）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，我们会在接下来的实践中实验。大致会变成这样：
· 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

6）redis-cluster主从模式
1⃣、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
2⃣、上面那个例子里，集群有A、B、C三个主节点，如果这3个主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。A和C的slot也没法访问
3⃣、所以我们在集群建立的时候，一定为每个主节点都添加从节点，比如像这样，集群包含主机节点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。
4⃣、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，集群将会继续正确的提供服务。当B重新开启后，就会变成B1的从节点
5⃣、如果B节点和B1节点同时挂了，redis集群就无法继续正确的提供服务了
二、redis持久化

1、RDB持久化方式能够在指定时间间隔内对数据进行快照存储
2、AOF持久化方式记录每次对服务器写的操作，当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据，AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾，redis还能对AOF文件进行后台重写，使得AOF文件的体积不至于过大
3、RDB主要用于主从复制
4、AOF保存的数据更为完整，但同时其大小也更大
5、默认采用RDB的方式进行持久化存储
三、redis集群的搭建

1、集群至少应该有奇数个节点，所以知道有三个节点，每个节点至少有一个备份节点，所以下面使用6个节点（主节点、备份节点由redis-cluster集群确定）
2、下载redis
https://download.redis.io/releases/redis-6.2.3.tar.gz?_ga=2.177267237.1627183240.1620440357-932383601.1620440357

3、安装redis节点指定端口
1⃣、解压reids压缩包，编译安装
[root@hadoop02 redis-6.2.3]# tar xf redis-6.2.3.tar
[root@hadoop02 redis-6.2.3]# cd redis-6.2.3
[root@hadoop02 redis-6.2.3]# make
[root@hadoop02 redis-6.2.3]# make install PREFIX=/data/redis
[root@hadoop02 redis-6.2.3]# mkdir -p /data/redis/{7000,7001,7002,7003,7004,7005}
2⃣、将/data/redis/bin目录移动到700的所有目录下，在7000目录中创建配置文件redis.conf，并复制到其他目录，内容如下：
daemonize yes #后台启动
port 7000 #修改端口号，从7001到7006
cluster-enabled yes #开启cluster，去掉注释
cluster-config-file nodes.conf #自动生成
cluster-node-timeout 15000 #节点通信时间
appendonly yes #持久化方式

4、安装redis-tirb所需的ruby脚本
注意：centos7默认的ruby版本太低，要鞋卸载重装
[root@hadoop02 7005]# yum remove ruby
[root@hadoop02 7005]# yum install -y ruby
[root@hadoop02 7005]# yum install -y rubygems

1⃣、安装gem
[root@hadoop02 src]# gem install redis

2⃣、启动redis
3⃣、查看redis进程启动状态

5、使用redis-cli创建集群
[root@hadoop02 redis]# ./bin/redis-cli –cluster create –cluster-replicas 1 127.0.0.1:7000 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
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes…
Master[0] -> Slots 0 – 5460
Master[1] -> Slots 5461 – 10922
Master[2] -> Slots 10923 – 16383
Adding replica 127.0.0.1:7004 to 127.0.0.1:7000
Adding replica 127.0.0.1:7005 to 127.0.0.1:7001
Adding replica 127.0.0.1:7003 to 127.0.0.1:7002
>>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
[WARNING] Some slaves are in the same host as their master
M: 1c5e23b0241cca59b2ab4064401ee4f34b446dc6 127.0.0.1:7000
slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: dcad9d24de095fbeff4c6e9d84d7096bcf03bac3 127.0.0.1:7001
slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: 259ea971a034e020fbdcc4a68190b116b163cd9e 127.0.0.1:7002
slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: 92c599203159d1d138621f3c8a73e369c8cbb16b 127.0.0.1:7003
replicates 1c5e23b0241cca59b2ab4064401ee4f34b446dc6
S: 28d73eb1f86f48b8b69969da5679de8bfaa37384 127.0.0.1:7004
replicates dcad9d24de095fbeff4c6e9d84d7096bcf03bac3
S: 9cbd936ff0e92ac58b2513ffbb8d947fce3116b3 127.0.0.1:7005
replicates 259ea971a034e020fbdcc4a68190b116b163cd9e
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 127.0.0.1:7000)
M: 1c5e23b0241cca59b2ab4064401ee4f34b446dc6 127.0.0.1:7000
slots:[0-5460] (5461 slots) master 1 additional replica(s)
S: 28d73eb1f86f48b8b69969da5679de8bfaa37384 127.0.0.1:7004 slots: (0 slots) slave replicates dcad9d24de095fbeff4c6e9d84d7096bcf03bac3
M: 259ea971a034e020fbdcc4a68190b116b163cd9e 127.0.0.1:7002
slots:[10923-16383] (5461 slots) master
1 additional replica(s)
S: 9cbd936ff0e92ac58b2513ffbb8d947fce3116b3 127.0.0.1:7005
slots: (0 slots) slave
replicates 259ea971a034e020fbdcc4a68190b116b163cd9e
S: 92c599203159d1d138621f3c8a73e369c8cbb16b 127.0.0.1:7003
slots: (0 slots) slave
replicates 1c5e23b0241cca59b2ab4064401ee4f34b446dc6
M: dcad9d24de095fbeff4c6e9d84d7096bcf03bac3 127.0.0.1:7001
slots:[5461-10922] (5462 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.
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

四、redis集群测试

1）测试存取值，客户端连接集群redis-cli需要带上-c

根据redis-cluster的key值分配，name222222222222222应该分配到节点7002，上面显示redis cluster自动从7001跳转到了7002节点

2）测试从7004从节点获取name2222222222值

五、集群节点选举

1）模拟将7002节点挂掉，按照redis-cluster原理会选举将7002的从节点7005选举为主节点

2）查看集群中的7002节点

可以看到集群连接不了7002节点，而7005由原来的S转换为M节点，替代了原来的7002节点。