Cluster模式是Redis的一种高级集群模式，它通过数据分片和分布式存储实现了负载均衡和高可用性。在Cluster模式下，Redis将所有的键值对数据分散在多个节点上。每个节点负责一部分数据，称为 槽位。通过对数据的分片，Cluster模式可以突破单节点的内存限制，实现更大规模的数据存储。
Redis Cluster将数据分为 16384个槽位，每个节点负责管理一部分槽位。当客户端向Redis Cluster发送请求时，Cluster会根据 键的哈希值将请求路由到相应的节点。具体来说，Redis Cluster使用CRC16算法计算键的哈希值，然后对16384取模，得到槽位编号。
使用Cluster集群有以下优点：
- 数据分片，实现大规模数据存储。
- 负载均衡，提高系统性能。
- 自动故障转移，提高可用性。
使用Docker搭建RedisCluster集群
使用Docker容器，可以很方便地搭建RedisCluster集群。
-
首先，我们要创建虚拟网卡，主要是用于redis-cluster能于外界进行网络通信，一般常用桥接模式。
docker network create --subnet=192.168.100.0/24 redis_cluster_netRedis-cluster集群最小规模是三主三从，我们安排一下容器结点的IP和端口：
| IP | PORT | REMARK |
|---|---|---|
| 192.168.100.101 | 7001 | 主节点master-1 |
| 192.168.100.102 | 7002 | 主节点master-2 |
| 192.168.100.103 | 7003 | 主节点master-3 |
| 192.168.100.104 | 6379 | 从节点slave-1 |
| 192.168.100.105 | 6379 | 从节点slave-2 |
| 192.168.100.106 | 6379 | 从节点slave-3 |
-
接下来创建redis.conf配置文件。
我们先新建一个目录mkdir docker-redis-cluster && cd docker-redis-cluster编辑
master结点配置文件redis-master-1.conf：port 7001 cluster-enabled yes cluster-config-file nodes.conf cluster-node-timeout 5000 appendonly yes daemonize no protected-mode no pidfile /var/run/redis.pid cluster-announce-ip 192.168.242.93
主结点配置说明：
- port: 指定了启动的端口号
- cluster-enabled: yes启动允许集群
- cluster-config-file: 集群配置文件(自动创建)
- cluster-node-timeout: 集群超时时间(毫秒)
- appendonly: 持久化 yes
- daemonize: 后台运行 no
- protected-mode: no 允许外部IP访问
- cluster-announce-ip: 集群节点 IP，如果想要集群可以供外网访问，这里直接填宿主机的IP
三个主结点，每个的配置只是port不同，可以使用shell指令复制多两份出来：
for i in {2..3}; do sed "s/port 7001/port 700$i/" redis-master-1.conf > redis-master-$i.conf ; done
slave结点配置文件 redis-slave-1.conf:
port 6379
cluster-enabled no
appendonly yes
daemonize no
protected-mode no
pidfile /var/run/redis.pid
slaveof 192.168.100.101 7001
和配置主结点一样，使用shell指令复制多两份出来：
for i in {2..3}; do sed "s/\(192.168.100\).101 7001/\1.10$i 700$i/" redis-slave-1.conf > redis-slave-$i.conf ; done
slave结点配置说明：
- cluster-enabled: no 不参与集群分配
- appendonly: 持久化 yes
- daemonize: 后台运行 no
- slaveof 192.168.100.101 7001: 直接指定成为对应master的从节点
创建docker-compose.yml
我们使用 docker-compose.yml来创建6个docker容器。
version: '3.7'
x-image:
&default-image
redis:5.0.7
networks:
redis_cluster_net:
name: redis_cluster_net
services:
redis-master-1:
image: *default-image
container_name: redis-master-1
command:
["redis-server", "/home/redis/cluster/redis.conf"]
networks:
redis_cluster_net:
ipv4_address: 192.168.100.101
volumes:
- ./redis-master-1.conf:/home/redis/cluster/redis.conf
- ./master-1-data:/data
ports:
- 7001:7001
- 17001:17001
redis-master-2:
image: *default-image
container_name: redis-master-2
command:
[ "redis-server", "/home/redis/cluster/redis.conf" ]
networks:
redis_cluster_net:
ipv4_address: 192.168.100.102
volumes:
- ./redis-master-2.conf:/home/redis/cluster/redis.conf
- ./master-2-data:/data
ports:
- 7002:7002
- 17002:17002
redis-master-3:
image: *default-image
container_name: redis-master-3
command:
[ "redis-server", "/home/redis/cluster/redis.conf" ]
networks:
redis_cluster_net:
ipv4_address: 192.168.100.103
volumes:
- ./redis-master-3.conf:/home/redis/cluster/redis.conf
- ./master-3-data:/data
ports:
- 7003:7003
- 17003:17003
redis-slave-1:
image: *default-image
container_name: redis-slave-1
command:
[ "redis-server", "/home/redis/cluster/redis.conf" ]
networks:
redis_cluster_net:
ipv4_address: 192.168.100.104
volumes:
- ./redis-slave-1.conf:/home/redis/cluster/redis.conf
- ./slave-1-data:/data
ports:
- 7004:6379
redis-slave-2:
image: *default-image
container_name: redis-slave-2
command:
[ "redis-server", "/home/redis/cluster/redis.conf" ]
networks:
redis_cluster_net:
ipv4_address: 192.168.100.105
volumes:
- ./redis-slave-2.conf:/home/redis/cluster/redis.conf
- ./slave-2-data:/data
ports:
- 7005:6379
redis-slave-3:
image: *default-image
container_name: redis-slave-3
command:
[ "redis-server", "/home/redis/cluster/redis.conf" ]
networks:
redis_cluster_net:
ipv4_address: 192.168.100.106
volumes:
- ./redis-slave-3.conf:/home/redis/cluster/redis.conf
- ./slave-3-data:/data
ports:
- 7006:6379
注意3个主结点的容器，需要同时映射7001端口和17001端口。每个Redis Cluster节点都需要打开两个TCP连接。用于服务客户端的普通Redis TCP端口(如6379)，以及数据端口加上10000得到的端口(例如16379)。第二个高端口用于集群总线，是使用二进制协议的节点到节点通信通道。节点使用集群总线进行故障检测、配置更新、故障转移授权等。
配置好 docker-compose.yml文件之后，使用命令启动容器：
docker-compose up -d
创建集群并分配slots
此时仅仅创建了三对主从节点，但是三个主节点(7001, 7002, 7003)是孤立的，并且还未分配slots。
进入任意一个主结点：
docker exec -it redis-master-1 /bin/bash
然后执行下面的命令：
redis-cli --cluster create 192.168.100.101:7001 192.168.100.102:7002 192.168.100.103:7003 --cluster-replicas 0
在提示后输入 yes:
>>> Performing hash slots allocation on 3 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
M: 6ef13d3f45b4598c90a072a47bd076d7fbc50969 192.168.100.101:7001
slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: 431173ccf97e48aa0c67a66ef25e3013d14ac4a8 192.168.100.102:7002
slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: 5e1f46e8552d1e98b6b1b657c1d188b78b03e6fc 192.168.100.103:7003
slots:[10923-16383] (5461 slots) master
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
正常来说就会得到以下输出：
>>> 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 192.168.100.101:7001)
M: 6ef13d3f45b4598c90a072a47bd076d7fbc50969 192.168.100.101:7001
slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: 5e1f46e8552d1e98b6b1b657c1d188b78b03e6fc 192.168.242.93:7003
slots:[10923-16383] (5461 slots) master
M: 431173ccf97e48aa0c67a66ef25e3013d14ac4a8 192.168.242.93:7002
slots:[5461-10922] (5462 slots) master
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
这时候这个三主三从的redis集群就创建好了。
测试连接
使用集群模式(-c)连接主结点：
> redis-cli -h 192.168.100.101 -p 7001 -c
然后随便设置一个值:
192.168.100.101:7001> set k1 v1
如果计算出来这个 key的 slot不在当前结点，则会提示：
-> Redirected to slot [12706] located at 192.168.242.93:7003 OK
表示通过计算 slot分配到 192.168.242.93:7003结点去了。
我们通过普通模式连接到主结点 192.168.242.93:7003和从结点 192.168.100.106:6379，都能查到这个 k1