redis专题之redis cluster高可用集群
1.redis cluster集群是什么？
redis cluster集群是一个由多个主从节点群组成的分布式服务器群，它具有复制、高可用和分片特性。Redis cluster集群不需要sentinel哨兵也能完成节点移除和故障转移的功能。
需要将每个节点设置成集群模式，这种集群模式没有中心节点，可水平扩展，据官方文档称可以线性扩展到1000节点。
redis cluster集群的性能和高可用性均优于之前版本的哨兵模式，且集群配置非常简单
2.redis cluster集群搭建
redis cluster集群需要至少要三个master节点，这里搭建三个master节点，并且给每个master再搭建一个slave节点，总共6个redis节点，由于节点数较多，这里采用在一台机器上创建6个redis实例，并将这6个redis实例配置成集群模式，所以这里搭建的是伪集群模式，当然真正的分布式集群的配置方法几乎一样，搭建伪集群的步骤如下：
第一步：在/usr/local下创建文件夹redis-cluster，然后在其下面分别创建6个文件夾如下
（1）mkdir -p /usr/local/redis-cluster
（2）mkdir 8001、 mkdir 8002、 mkdir 8003、 mkdir 8004、 mkdir 8005、 mkdir8006
第二步：把之前的redis.conf配置文件copy到8001下，修改如下内容：
（1）daemonize yes
（2）port 8001（分别对每个机器的端口号进行设置）
（3）bind 127.0.0.1（如果只在本机玩则可以指定为127.0.0.1 如果需要外网访问则需要指定本机真实ip）
（4）dir /usr/local/redis-cluster/8001/（指定数据文件存放位置，必须要指定不同的目录位置，不然会丢失数据）
（5）cluster-enabled yes（启动集群模式）
（6）cluster-config-file nodes-8001.conf（这里800x最好和port对应上）
（7）cluster-node-timeout 5000
（8）appendonly yes
类似如下config配置：
第三步：把修改后的配置文件，批量替换一下，然后生成到新的文件到其他的各个目录如：
sed 's/8001/8002/g' /usr/local/redis-cluster/8001redis.conf > /usr/local/redis-cluster/8002/redis.conf
语法： sed 's/目标值/替换成什么值/g' 目标文件 > 替换后生成到哪里
第四步：由于 redis集群需要使用 ruby命令，所以我们需要安装 ruby（redis5.0之后省略）
（1）yum install ruby
（2）yum install rubygems
（3）gem install redis --version 3.0.0（安装redis和 ruby的接囗）
第五步：分别启动6个redis实例，然后检查是否启动成功
（1）/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/800*/redis.conf
（2）ps -ef | grep redis 查看是否启动成功
第六步：创建整个redis集群（redis5.0）
/usr/local/bin/redis-cli --cluster create 192.168.0.104:7000 192.168.0.104:7001 192.168.0.104:7002 192.168.0.104:7003 192.168.0.104:7004 192.168.0.104:7005 --cluster-replicas 1
第七步：验证集群：
（1）连接任意一个客户端即可：./redis-cli -c -h -p (-c表示集群模式，指定ip地址和端口号）如：
/usr/local/redis/bin/redis-cli -c -h 127.0.0.1 -p 800*
（2）进行验证： cluster info（查看集群信息）、cluster nodes（查看节点列表）
（3）进行数据操作验证
（4）关闭集群则需要逐个进行关闭，使用命令：
/usr/local/redis/bin/redis-cli -c -h 127.0.0.1 -p 800* shutdown
3.集群伸缩
1）扩容集群
a.准备新节点
b.加入集群
使用redis-cli 语法：add-node 新节点ip 端口 已存在节点ip 端口
使用原生命令 语法：cluster meet ip port
指定主从
使用redis-cli 语法（加入时指定）：add-node 新节点ip 端口 已存在节点ip 端口 --cluster-slave --cluster-master-id masterID
使用原生命令 语法：cluster replicate node-id
c.迁移槽和数据
1.槽迁移计划
语法：/redis-cli --cluster reshard 已存在节点ip ： 端口
/usr/local/bin/redis-cli --cluster reshard 192.168.204.188:7000
2.迁移数据
执行流程：提示要分配多少槽-》接收节点ID-》all/done
3.添加从节点
2）缩容集群
1.下线迁移槽
语法：redis-cli --cluster reshard --cluster-from 要迁出节点ID --cluster-to 接收槽节点ID --cluster-slots 迁出槽数量 已存在节点ip 端口
/usr/local/bin/redis-cli --cluster reshard --cluster-from a2fdd1359d03acacf2a6e558acbc006639445d53 --cluster-to 1794864d5f8af79e88cfc0f699f02b6341c78b5c --cluster-slots 1366 192.168.0.104 7000
2.忘记节点.关闭节点
语法： redis-cli --cluster del-node 已存在节点IP：端口 要删除的节点ID
/usr/local/bin/redis-cli --cluster del-node 192.168.0.104:7000 8de55e2a7419983184cede9daab5d36ee9da1fa3
4.cluster客户端
1.moved重定向：指我们发送命令时，会对发送的key进行crc16算法，得到一个数字，然而我们连接的客户端并不是管理这个数字的范围，所以会返回错误并告诉你此key应该对应的槽位，然后客户端需要捕获此异常，重新发起请求到对应的槽位
2.asx重定向：指在我们送发命令时，对应的客户端正在迁移槽位中，所以此时我们不能确定这个key是还在旧的节点中还是新的节点中
3.smart客户端
1.从集群中选取一个可运行节点，使用cluster slots初始化槽和节点映射。
2.将cluster slots的结果映射到本地，为每个节点创建jedispool
3.准备执行命令
5.故障转移（与哨兵相似）
1.故障发现： 通过ping/pong消息实现故障发现（不依赖sentinel）
2.故障恢复
1）检查资格
每个从节点检查与主节点的断开时间超过cluster-node-timeout * cluster-replica-validity-factor 时间取消资格
2）选择偏移量最大的替换主节点
1.当前从节点取消复制变为主节点（slaveof no one）
2.撤销以前主节点的槽位，给新的主节点
3.向集群广播消息，表明已经替换了故障节点
6.总结
redis集群演变过程
1.单机版
核心技术：持久化
持久化是最简单的高可用方法（有时甚至不被归为高可用的手段），主要作用是数据备份，即将数据存储在硬盘，保证数据不会因进程退出而丢失。
2.主从复制
复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在复制基础上实现高可用的。复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷是故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。
3.哨兵
在复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷是写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。
4.集群
通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案
