搭建Redis集群

为什么要有集群 

  • 上一篇随笔说了基本的主从概念以及搭建,一主可以有多从,如果同时访问的量过大(1000w)或者发生自然灾难,主服务肯定就会挂掉,数据服务就挂掉了
  • 大公司都会有很多的服务器(华东地区、华南地区、华中地区、华北地区、西北地区、西南地区、东北地区、台港澳地区机房)

集群的概念

  • 集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机,它们构成了一个组,并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。集群配置是用于提高可用性和可缩放性。 

当请求到来首先由负载均衡服务器处理,把请求转发到另外的一台服务器上。

redis集群

  • 分类
    • 软件层面
    • 硬件层面
  • 软件层面:只有一台电脑,在这一台电脑上启动了多个redis服务。
  • 硬件层面:存在多台实体的电脑,每台电脑上都启动了一个redis或者多个redis服务。

搭建集群

  • 当前拥有两台主机172.16.179.130、172.16.179.131,这⾥的IP在使⽤时要改为实际值

参考阅读

接下来我们开始搭建,大家可以跟着我一起搭建试试,关键步骤我都会贴出来:

配置机器1

  • 在演示中,172.16.179.130为当前ubuntu机器的ip
  • 在172.16.179.130上进⼊Desktop⽬录,创建conf⽬录
  • 在conf⽬录下创建⽂件7000.conf,编辑内容如下
port 7000
bind 172.16.179.130
daemonize yes
pidfile 7000.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7000_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes
  • 在conf⽬录下创建⽂件7001.conf,编辑内容如下
port 7001
bind 172.16.179.130
daemonize yes
pidfile 7001.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7001_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes
  • 在conf⽬录下创建⽂件7002.conf,编辑内容如下
port 7002
bind 172.16.179.130
daemonize yes
pidfile 7002.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7002_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes
  • 总结:三个⽂件的配置区别在port、pidfile、cluster-config-file三项
  • 使⽤配置⽂件启动redis服务
redis-server 7000.conf
redis-server 7001.conf
redis-server 7002.conf
  • 查看进程如下图

配置机器2

  • 在演示中,172.16.179.131为当前ubuntu机器的ip
  • 在172.16.179.131上进⼊Desktop⽬录,创建conf⽬录
  • 在conf⽬录下创建⽂件7003.conf,编辑内容如下
port 7003
bind 172.16.179.131
daemonize yes
pidfile 7003.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7003_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes
  • 在conf⽬录下创建⽂件7004.conf,编辑内容如下
port 7004
bind 172.16.179.131
daemonize yes
pidfile 7004.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7004_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes
  • 在conf⽬录下创建⽂件7005.conf,编辑内容如下
port 7005
bind 172.16.179.131
daemonize yes
pidfile 7005.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7005_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes
  • 总结:三个⽂件的配置区别在port、pidfile、cluster-config-file三项,同上一台机器
  • 使⽤配置⽂件启动redis服务
redis-server 7003.conf
redis-server 7004.conf
redis-server 7005.conf
  • 查看进程如下图 

所以说,配置了一个第二个自然就可以水到渠成了,然后就是创建了

创建集群

  • redis的安装包中包含了redis-trib.rb,⽤于创建集群
  • 接下来的操作在172.16.179.130机器上进⾏
  • 将命令复制,这样可以在任何⽬录下调⽤此命令
sudo cp /usr/share/doc/redis-tools/examples/redis-trib.rb /usr/local/bin/
  • 安装ruby环境,因为redis-trib.rb是⽤ruby开发的 sudo apt-get install ruby
  • 在提示信息处输⼊y,然后回⻋继续安装 
  • 运⾏如下命令创建集群
redis-trib.rb create --replicas 1 172.16.179.130:7000 172.16.179.130:7001 172.16.179.130:7002 172.16.179.131:7003 172.16.179.131:7004 172.16.179.131:7005
  • 执⾏上⾯这个指令在某些机器上可能会报错,主要原因是由于安装的 ruby 不是最 新版本!
  • 天朝的防⽕墙导致⽆法下载最新版本,所以需要设置 gem 的源
  • 解决办法如下
-- 先查看⾃⼰的 gem 源是什么地址
gem source -l -- 如果是https://rubygems.org/ 就需要更换
-- 更换指令为
gem sources --add https://gems.ruby-china.org/ --remove https://rubygems.org/
-- 通过 gem 安装 redis 的相关依赖
sudo gem install redis
-- 然后重新执⾏指令
redis-trib.rb create --replicas 1 172.16.179.130:7000 172.16.179.130:7001 172.16.179.130:7002 172.16.179.131:7003 172.16.179.131:7004 172.16.179.131:7005
  •   提示如下主从信息,输⼊yes后回⻋ 
  • 提示完成,集群搭建成功

数据验证

  • 根据上图可以看出,当前搭建的主服务器为7000、7001、7003,对应的从服务器是7004、7005、7002
  • 在172.16.179.131机器上连接7002,加参数-c表示连接到集群 redis-cli -h 172.16.179.131 -c -p 7002
  • 写⼊数据 set name itheima
  • ⾃动跳到了7003服务器,并写⼊数据成功
  • 在7003可以获取数据,如果写入数据又重定向到7000(负载均衡) 

在哪个服务器上写数据:CRC16

  • redis cluster在设计的时候,就考虑到了去中⼼化,去中间件,也就是说,集群中 的每个节点都是平等的关系,都是对等的,每个节点都保存各⾃的数据和整个集 群的状态。每个节点都和其他所有节点连接,⽽且这些连接保持活跃,这样就保 证了我们只需要连接集群中的任意⼀个节点,就可以获取到其他节点的数据
  • Redis集群没有并使⽤传统的⼀致性哈希来分配数据,⽽是采⽤另外⼀种叫做哈希 槽 (hash slot)的⽅式来分配的。redis cluster 默认分配了 16384 个slot,当我们 set⼀个key 时,会⽤CRC16算法来取模得到所属的slot,然后将这个key 分到哈 希槽区间的节点上,具体算法就是:CRC16(key) % 16384。所以我们在测试的 时候看到set 和 get 的时候,直接跳转到了7000端⼝的节点
  • Redis 集群会把数据存在⼀个 master 节点,然后在这个 master 和其对应的salve 之间进⾏数据同步。当读取数据时,也根据⼀致性哈希算法到对应的 master 节 点获取数据。只有当⼀个master 挂掉之后,才会启动⼀个对应的 salve 节点,充 当 master
  • 需要注意的是:必须要3个或以上的主节点,否则在创建集群时会失败,并且当存 活的主节点数⼩于总节点数的⼀半时,整个集群就⽆法提供服务了

与Python交互

from rediscluster import *
if __name__ == '__main__':
  try:
    # 构建所有的节点,Redis会使⽤CRC16算法,将键和值写到某个节点上
    startup_nodes = [
        {'host': '192.168.26.128', 'port': '7000'},
        {'host': '192.168.26.130', 'port': '7003'},
        {'host': '192.168.26.128', 'port': '7001'},
    ]
    # 构建StrictRedisCluster对象
    src=StrictRedisCluster(startup_nodes=startup_nodes,decode_responses=True)
    # 设置键为name、值为skylark的数据
    result=src.set('name','skylark')
    print(result)
    # 获取键为name
    name = src.get('name')
    print(name)
  except Exception as e:
    print(e)

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