亲密接触Redis-第三天(Redis的Load Balance）-1

问题导读




1.Redis3.x中如何引入的Load Balance？
2.Redis Cluster如何实现？
3.怎样使用Rubb Gem的Redis模块+redis-trib.rb创建集群？








前言

上两天讲述了Redis的基本搭建和基于HA的集群布署方式以及相关的策略和注意点。今天开始讲述Redis的Cluster功能，而这块目前来说网上资料不是太全，就算有1，2篇也只是单讲服务端的搭建也并未提及相关的客户端怎么和Redis Cluster间的调用问题。

我们今天要讲述的Redis Cluster是真正的Load Balance，它和Sentinel不一样，Sentinel虽然也叫集群，可是它是一种HA策略即High Available或者又通俗的被称为“灾难转移”策略。



Redis3.x中引入的Load Balance

从Redis3.x开始已经支持Load Balance功能了。
Redis Cluster  是Redis的集群实现，内置数据自动分片机制，集群内部将所有的key映射到16384个Slot中，集群中的每个Redis Instance负责其中的一部分的Slot的读写。集群客户端连接集群中任一Redis Instance即可发送命令，当Redis Instance收到自己不负责的Slot的请求时，会将负责请求Key所在Slot的Redis Instance地址返回给客户端，客户端收到后自动将原请求重新发往这个地址，对外部透明。一个Key到底属于哪个Slot由crc16(key) % 16384 决定。在Redis Cluster里对于负载均衡和HA相关都已经支持的相当完善了。

• 负载均衡（Load Balance）：集群的Redis Instance之间可以迁移数据，以Slot为单位，但不是自动的，需要外部命令触发。
• 集群成员管理：集群的节点(Redis Instance)和节点之间两两定期交换集群内节点信息并且更新，从发送节点的角度看，这些信息包括：集群内有哪些节点，IP和PORT是什么，节点名字是什么，节点的状态(比如OK，PFAIL，FAIL，后面详述)是什么，包括节点角色(master 或者 slave)等。
  

关于可用性，集群由N组主从Redis Instance组成。

主可以没有从，但是没有从 意味着主宕机后主负责的Slot读写服务不可用。

一个主可以有多个从，主宕机时，某个从会被提升为主，具体哪个从被提升为主，协议类似于Raft，参见这里。如何检测主宕机？Redis Cluster采用quorum+心跳的机制。从节点的角度看，节点会定期给其他所有的节点发送Ping，cluster-node-timeout(可配置，秒级)时间内没有收到对方的回复，则单方面认为对端节点宕机，将该节点标为PFAIL状态。通过节点之间交换信息收集到quorum个节点都认为这个节点为PFAIL，则将该节点标记为FAIL，并且将其发送给其他所有节点，其他所有节点收到后立即认为该节点宕机。从这里可以看出，主宕机后，至少cluster-node-timeout时间内该主所负责的Slot的读写服务不可用。



Redis Cluster的特点如下：

• 节点自动发现
• slave->master选举,集群容错
• Hot resharding:在线分片
• 集群管理:clusterxxx
• 基于配置(nodes-port.conf)的集群管理
• ASK 转向/MOVED转向机制
• 布署无需指定master
• 可以支持超过1,000台节点的集群
  

Redis Cluster的实现

Redis Cluster依赖于其官方位于Redis编译包内（我们此处使用的是redis-stable版本）/src目录下的redis-trib.rb 文件，这是一个ruby脚本，为此你必须把你的服务器环境作一个先期准备。

搭建Cluster前的环境准备

• 安装CentOS或者是RHE
• 在安装Linux时需要一定记得安装GCC库、LibC、LibStdC++、Rubby库（1.9.2或以上）、ZLIB库（1.2.6或以上），如果你装机时没有安装这些“optional package”可以通过yum install gcc这样的命令在Linux联网的情况下来进行Linux安装后的额外包的安装
• 安装ruby gems库（1.8.16或以上）- rubygems-1.8.16.tgz(运行内在的setup.rb），下载 rubygems-1.8.16.tgz 后在解压包的/path/gem 运行
  

[mw_shl_code=applescript,true]sudo ruby setup.rb[/mw_shl_code]

• 在ruby gems安装后，你必须安装gem的redis模块，可以通过官网或者相关可信任连接下载redis-3.2.1.gem（先下载.gem文件再用gem安装）如：
  

[mw_shl_code=applescript,true]gem install -l redis-3.2.1.gem [/mw_shl_code]


Redis集群节点的规划

使用make PREFIX=/usr/local/redis1 install这样的命令连续搭建至少6个nodes，Redis Cluster的最低要求是（3个Master，3个Slave），这在我们的“亲密接触Redis-第一天”中有详细描述怎么编译安装一个redis了，此处全部是采用redis-stable这个版本。



集群节点的配置每个节点在第一次配置时，除去：

• .pid文件和路径
• /logfile文件和路径
• Data存放路径
• Port
  

其余配置，完全一样，并且无master和slave之分。

PORT端口配置要点：

所有Master（如3个Master的端口号以+1方式递增：7001，7002，7003）

所有的Slaver的端口号必须且一定要符合这样的原则：slave的端口比相关的master大1000号，如7001的slave的端口号为8001。

举例来说：

3个Master为7001，7002，7003，我们的3个Slave就为8001，8002，8003

redis.conf文件内：

• maxmemory-policy allkeys-lru
• cluster-enabled yes（启用，把前面的#注释掉）
• cluster-config-file nodes-7001.conf（启用，把前面的#注释掉，此处建议使用本节点的PORT号为文件名，这样便于区分
• cluster-node-timeout 15000（启用，把前面的#注释掉）
• cluster-migration-barrier 1（启用，把前面的#注释掉）
  

使用Rubb Gem的Redis模块+redis-trib.rb创建集群

一切准备就绪后，把6个redis节点全部启动起来。



redis-trib.rb位于下载下来的redis-stable目录的/src目录内。

使用如下命令创建Redis集群：

[mw_shl_code=applescript,true]./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.0.1:7001 192.168.0.1:7002 192.168.0.1:7003 192.168.0.1:8001 192.168.0.1:8002 192.168.0.1:8003 [/mw_shl_code]

注：命令行中一定要把所有的master列出后，再列出所有的slave（依照master的顺序列slave），6个节点全部列在命令行中。

命令执行后过了一段时间系统会提示你如下信息



集群创建成功后会显示如下信息：



这就说明Redis集群已经创建了，以后只要使用redis-server redis.conf这样的命令把每个节点启动起来就可以了。



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