Redis八：Windows环境下的Redis集群搭建-官方Redis Cluster 方案(服务端路由查询)
使用官方提供的Redis Cluster的管理工具：redis-trib.rb 实现Redis 集群搭建
一、准备工作
本次Redis 集群搭建使用官方提供的Redis Cluster的管理工具：redis-trib.rb；
一共需要4个部件：
- Redis
- Ruby语言运行环境
- Redis的Ruby驱动redis-xxxx.gem
- 创建Redis集群的工具redis-trib.rb，使用redis-trib.rb工具来创建Redis集群，由于该文件是用ruby语言写的，所以需要安装Ruby开发环境，以及驱动redis-xxxx.gem。
下载
- 下载Redis安装文件：https://github.com/microsoftarchive/redis/releases/tag/win-3.2.100 Redis提供msi和zip格式的下载文件，这里下载zip格式Redis-x64-3.2.100版本。
- 下载Ruby安装文件：http://dl.bintray.com/oneclick/rubyinstaller/rubyinstaller-2.2.4-x64.exe 无法下载的话这理由阿里云盘地址：「rubyinstaller-2.7.5-1-x64.exe」
- 下载Ruby环境下Redis的驱动：https://rubygems.org/gems/redis/versions/3.2.2 考虑到兼容性，这里下载的是3.2.2版本（点击页面右下角“相关链接”里的“下载”）
- 下载Redis官方提供的创建Redis集群的ruby脚本文件redis-trib.rb https://raw.githubusercontent.com/MSOpenTech/redis/3.0/src/redis-trib.rb 如法下载的话这理有阿里云盘下载地址：https://www.aliyundrive.com/s/bGgYqmZ3hYn
二、安装Redis
将下载的 Redis-x64-3.2.100.zip 解压到 D盘下的 Redis-Cluster 文件夹里：D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100
配置 Redis 实例
需要运行3个实例，Redis集群需要至少3个以上节点，低于3个无法创建；
通过配置文件来启动6个不同的Redis实例，将创建一个三主三从的集群；
由于Redis默认端口为6379，所以这里使用了6380、6381、6382、6383、6384、6385来运行6个Redis实例；
注意
- 为了避免不必要的错误，配置文件尽量保存为utf8格式，并且不要包含注释；
- 配置文件中以下两种保存日志的方式（保存在文件中、保存到System Log中）请根据需求选择其中一种即可：
loglevel notice #日志的记录级别，notice是适合生产环境的
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6380_log.txt" #指定log的保持路径,默认是创建在Redis安装目录下，如果有子目录需要手动创建，如此处的Logs目录
syslog-enabled yes #是否使用系统日志
syslog-ident redis6380 #在系统日志的标识名
这里使用了保存在文件中的方式，所以先在Redis目录 D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100下新建Logs文件夹。
在Redis安装根目录下，创建编码格式为utf-8的配置文件：redis.6380.conf、redis.6381.conf、redis.6382.conf、redis.6383.conf、redis.6384.conf、redis.6385.conf。
redis.6380.conf
port 6380
loglevel notice
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6380_log.txt"
appendonly yes
appendfilename "appendonly.6380.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.6380.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
redis.6381.conf
port 6381
loglevel notice
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6381_log.txt"
appendonly yes
appendfilename "appendonly.6381.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.6381.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
redis.6382.conf
port 6382
loglevel notice
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6382_log.txt"
appendonly yes
appendfilename "appendonly.6382.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.6382.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
redis.6383.conf
port 6383
loglevel notice
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6383_log.txt"
appendonly yes
appendfilename "appendonly.6383.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.6383.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
redis.6384.conf
port 6384
loglevel notice
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6384_log.txt"
appendonly yes
appendfilename "appendonly.6384.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.6384.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
redis.6385.conf
port 6385
loglevel notice
logfile "D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/Logs/redis6385_log.txt"
appendonly yes
appendfilename "appendonly.6385.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.6385.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
配置相关解释
port 6380 #端口号
loglevel notice #日志的记录级别，notice是适合生产环境的
logfile "Logs/redis6380_log.txt" #指定log的保持路径,默认是创建在Redis安装目录下，如果有子目录需要手动创建，如此处的Logs目录
syslog-enabled yes #是否使用系统日志
syslog-ident redis6380 #在系统日志的标识名
appendonly yes #数据的保存为aof格式
appendfilename "appendonly.6380.aof" #数据保存文件
cluster-enabled yes #是否开启集群
cluster-config-file nodes.6380.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
安装Redis服务
将上述配置文件保存到Redis目录下，并使用这些配置文件安装6个redis服务，命令如下
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-install D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6380.conf --service-name redis6380
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-install D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6381.conf --service-name redis6381
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-install D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6382.conf --service-name redis6382
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-install D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6383.conf --service-name redis6383
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-install D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6384.conf --service-name redis6384
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-install D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6385.conf --service-name redis6385
redis.6380.conf等配置文件最好使用完整路径，避免重启Redis集群出现问题
服务卸载命令
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-uninstall D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6380.conf --service-name redis6380
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-uninstall D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6381.conf --service-name redis6381
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-uninstall D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6382.conf --service-name redis6382
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-uninstall D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6383.conf --service-name redis6383
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-uninstall D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6384.conf --service-name redis6384
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-uninstall D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis.6385.conf --service-name redis6385
启动Redis服务
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-start --service-name redis6380
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-start --service-name redis6381
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-start --service-name redis6382
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-start --service-name redis6383
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-start --service-name redis6384
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-server.exe --service-start --service-name redis6385
三、安装Ruby
Ruby环境安装
双击下载的 “rubyinstaller-2.2.4-x64.exe” 安装即可，同样，为了操作方便，也是建议安装在盘符根目录下 D:\Ruby27-x64
意思是将ruby添加到系统的环境变量中，在cmd命令中能直接使用ruby的命令
安装Ruby环境下Redis的驱动
将下载的"Ruby环境下Redis的驱动文件(redis-3.2.2.gem)"拷贝到Ruby安装根目录（D:\Ruby27-x64）下。
然后执行安装命令如下：
gem install --local D:\Ruby27-x64\redis-3.2.2.gem
四、创建Redis集群
将下载的“创建Redis集群的ruby脚本文件 “redis-trib.rb” 文件拷贝到Redis安装根目录(D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100)下。
使用redis-trib.rb来创建Redis集群
CMD 下切换到Redis目录(D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100)
中间有一行是问我们是否接收此分配：输入yes。
D:/Redis-Cluster/Redis-x64-3.2.100/redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384 127.0.0.1:6385
D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100>redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384 127.0.0.1:6385
>>> Creating cluster
Connecting to node 127.0.0.1:6380: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6381: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6382: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6383: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6384: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6385: OK
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
127.0.0.1:6380
127.0.0.1:6381
127.0.0.1:6382
Adding replica 127.0.0.1:6383 to 127.0.0.1:6380
Adding replica 127.0.0.1:6384 to 127.0.0.1:6381
Adding replica 127.0.0.1:6385 to 127.0.0.1:6382
M: bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e 127.0.0.1:6380 slots:0-5460 (5461 slots) master
M: b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7 127.0.0.1:6381 slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0 127.0.0.1:6382 slots:10923-16383 (5461 slots) master
S: 5d154137180284d926ef51a91fc75f9438249ef8 127.0.0.1:6383 replicates bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e
S: ad151680a3e36cf2083ef822be0bdb075a7d36de 127.0.0.1:6384 replicates b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7
S: 9a2260a5a6a2add84b622a453a6a7b86a29d180d 127.0.0.1:6385 replicates 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0
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 127.0.0.1:6380)M: bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e 127.0.0.1:6380 slots:0-5460 (5461 slots) master
M: b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7 127.0.0.1:6381 slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0 127.0.0.1:6382 slots:10923-16383 (5461 slots) master
M: 5d154137180284d926ef51a91fc75f9438249ef8 127.0.0.1:6383 slots: (0 slots) master replicates bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e
M: ad151680a3e36cf2083ef822be0bdb075a7d36de 127.0.0.1:6384 slots: (0 slots) master replicates b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7
M: 9a2260a5a6a2add84b622a453a6a7b86a29d180d 127.0.0.1:6385 slots: (0 slots) master replicates 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
可以看到这次分配 6380，6381，6382是 master，其他三台是 slave。
备注
- --replicas #指定集群中每个主节点配备几个从节点，这里设置为1。
- redis-trib.rb工具的使用：
1、create：创建集群
2、check：检查集群
3、info：查看集群信息
4、fix：修复集群
5、reshard：在线迁移slot
6、rebalance：平衡集群节点slot数量
7、add-node：将新节点加入集群
8、del-node：从集群中删除节点
9、set-timeout：设置集群节点间心跳连接的超时时间
10、call：在集群全部节点上执行命令
11、import：将外部redis数据导入集群
检验是否创建成功
输入一下命令
redis-trib.rb check 127.0.0.1:6380
如果现实信息如下，则说明创建的Redis集群是没问题。
D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100>redis-trib.rb check 127.0.0.1:6380
Connecting to node 127.0.0.1:6380: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6383: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6382: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6384: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6385: OK
Connecting to node 127.0.0.1:6381: OK
>>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:6380)
M: bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e 127.0.0.1:6380 slots:0-5460 (5461 slots) master 1 additional replica(s)
S: 5d154137180284d926ef51a91fc75f9438249ef8 127.0.0.1:6383 slots: (0 slots) slave replicates bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e
M: 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0 127.0.0.1:6382 slots:10923-16383 (5461 slots) master 1 additional replica(s)
S: ad151680a3e36cf2083ef822be0bdb075a7d36de 127.0.0.1:6384 slots: (0 slots) slave replicates b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7
S: 9a2260a5a6a2add84b622a453a6a7b86a29d180d 127.0.0.1:6385 slots: (0 slots) slave replicates 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0
M: b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7 127.0.0.1:6381 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.
D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100>
信息查询
使用Redis客户端Redis-cli.exe来查看数据记录数，以及集群相关信息（-c 启动集群模式）
D:\Redis-Cluster\Redis-x64-3.2.100>redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -c -p 6380
127.0.0.1:6380> cluster nodes
5d154137180284d926ef51a91fc75f9438249ef8 127.0.0.1:6383 slave bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e 0 1560690706115 4 connected
bb6ef615bb0ae13275943caec0db9d30b9f35c5e 127.0.0.1:6380 myself,master - 0 0 1 connected 0-5460
837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0 127.0.0.1:6382 master - 0 15606907021143 connected 10923-16383
ad151680a3e36cf2083ef822be0bdb075a7d36de 127.0.0.1:6384 slave b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7 0 1560690705116 5 connected
9a2260a5a6a2add84b622a453a6a7b86a29d180d 127.0.0.1:6385 slave 837779b3965e2c9d4dd4385750aaaaf9a9039fb0 0 1560690703615 6 connected
b4d120f2983ad683f7b68992e1ba414722238db7 127.0.0.1:6381 master - 0 15606907071152 connected 5461-10922
127.0.0.1:6380> dbsize(integer) 0
127.0.0.1:6380>
五、原理
使用的是官方Redis Cluster 方案(服务端路由查询)
Redis Cluster是一种服务端Sharding技术，3.0版本开始正式提供。Redis Cluster并没有使用一致性hash，而是采用slot(槽)的概念，一共分成16384个槽。将请求发送到任意节点，接收到请求的节点会将查询请求发送到正确的节点上执行
分布式寻址算法
- hash 算法（大量缓存重建）
- 一致性 hash 算法（自动缓存迁移）+ 虚拟节点（自动负载均衡）
- redis cluster 的 hash slot 算法
优点
- 无中心架构，支持动态扩容，对业务透明
- 具备Sentinel的监控和自动Failover(故障转移)能力
- 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
- 高性能，客户端直连redis服务，免去了proxy代理的损耗
缺点
- 运维也很复杂，数据迁移需要人工干预
- 只能使用0号数据库
- 不支持批量操作(pipeline管道操作)
- 分布式逻辑和存储模块耦合等
关于 slot 的说明
每个Redis集群中总共有16384个slot（简单理解为一个范围），当有一个K V键值对想被放入集群时，首先对key进行计算，看此值属于哪个slot(范围)，这一对键值对就会被放入哪个master中，因为此机制，redis集群才能实现水平扩容。
可以看到5493值被放入了6381，正好符合上面的slot。
关于Redirected说明
如果要get的值或者set的值不在此次连接的实例上，因为redis的无中心化配置，将会切换到对应的实例上。
当master故障会如何
关闭 6381 实例
当 6381 故障时，我们任然可以从 6384 实例获取到 testk1 的value
可以看到 6384 实例被提升为 master 了。 当 6381 重启时，角色将从 master 转为 slave。
如果某一节点的 master - slave 全部挂掉了，集群是否还可用？此时我们关掉 6381 与 6384
所以，此处在配置文件总的配置cluster-require-full-coverage如果设置为yes时，整个集群也会down。
如果配置为no， 那么集群可以使用，该slot范围无法再存储与读取数据。
内容参考学习：
时间仓促，如有错误欢迎指出，欢迎在评论区讨论，如对您有帮助还请点个推荐、关注支持一下
作者：博客园 - 凉年技术
出处：http://www.cnblogs.com/xxhxs-21/
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