Redis Cluster教程

Redis Cluster教程（翻译）

翻译自redis官方网站Redis集群教程。

本文是对Redis Cluster的简单介绍（你个杀千刀的简单介绍，说的东西真TM多，累死人了），没有引入复杂的分布式系统的概念。文章中介绍了一些配置、测试、操作cluster用到的指令，从用户角度描述了系统行为，没有涉及到Redis集群规范（Redis Cluster Specification）中的细节。
然而文章依然以一种易于理解的方式，为最终用户提供了一些关于可用性、一致性的信息。

注意：Redis Cluster要求3.0以上版本。

如果你想部署一个真正意义上的Redis集群，即便是一个不太严格的集群，建议你去看一下更正规的Redis集群规范（Redis Cluster Specification）。但是，在去读规范之前，先从这文章开始熟悉一下也是极好的。（哈哈，娘娘附体思密达）

Redis Cluster 101

Redis提供一种安装的时候配置集群的方式，数据可以在多个节点之间自动分片。
Redis集群能够在分区中提供了一定程度上的可用性，这是通过当节点死掉或者丢掉连接时操作依然能够继续来实现的。但是，当大多数主节点都失去连接是，集群会停止操作。

所以，你想从Redis集群身上得到些啥？

• 在多个节点间，数据集自动分片的能力。
• 一部分节点死掉或者丢脸连接时，能继续执行操作的能力。

Redis Cluster TCP端口

每个Redis集群节点要求打开两个TCP连接。常规的6379端口用来为客户端服务，常规端口 +1000 的那个端口16379用来作为数据端口。

第二个端口用作集群bus，一个使用二进制的节点到节点的通信通道。节注点通过集群bus来实现失败监测、更改配置、failover授权等。我们需要保证防火墙打开了这两个端口，否则会导致节点无法通信。

两个端口的差是固定的，1000。

集群中的每个节点都会按照你的要求工作：
- 常规客户端端口（6379）向所有客户端开放，也会对所有的其他节点开放（用于键迁移）。
- 集群bus端口向其他所有节点开放。

如果其中有一个端口没打开，集群都不能正常工作。

集群使用不同的二进制协议实现节点数据交换，这种协议更适用于节点间小带宽、短时间内交换信息。

Redis集群和Docker

目前Redis集群不支持NAT环境，也不支持正常环境中重新映射过的ip地址和端口。

Docker使用一种叫做端口映射的技术：Docker暴漏给运行在Docker容器内部的程序一个端口，但是这个端口跟程序认为正在使用的端口并不是同一个端口。这个技术允许多个容器在同一时间、同一台server中使用同一个端口。

我们需要使用的Docker的host networking mode来兼容Redis集群。详情查看Docker文档--net=host。

Redis集群数据分片

Redis集群使用我们称之为hash slot的东西来分配，而不是一致性hash算法。
Redis集群中16384个slot，一个key属于那个slot我们用 CRC16(key)16384 来算。
Redis集群中的每个节点都负责hash slots的一个子集，比方说一个集群中有三个节点：

• 节点A中包含从0到5500的hash slot。
• 节点B中包含从5501到11000的hash slot。
• 节点C中包含从11001到16384的hash slot。
  这样一个slot属于一个固定的节点，一个key属于一个固定的slot。当客户端发送请求到集群中的某个Redis实例，如果这个Redis中没有相应的slot，会把拥有这个slot的Redis实例发送给客户端，客户端再次请求。
  这样Redis集群可以方便的添加、删除节点。栗子，又是栗子，我们要添加新的节点D，我们只需要从A，
  B，C中一移些hash slot到D中。相应地我们要删除节点A，就把A中的hash slots移到B和C中。节点A中没有hash slot时，就可以完全删除了。

从一个节点往另外一个节点移动hash slot不需要停止操作， 所以添加、删除节点，或者更改每个节点拥有hash slots的比例，不会造成集群停机。

当一个命令、一个事务或者一个Lua脚本中牵扯到多个key时，Redis集群会认为所有的key属于一个hash slot。用户使用hash tag强制多个key作为hash slot的一部分。

has tag在Redis集群规范中有介绍。大体的意思是如果一个key中有子字符串呗{}包裹，{}包裹的部分才会被hash，栗子又来了，this{foo}key, another{foo}key，会被保证属于同一个hash slot，也能在使用多个key作为参数的命令中一块使用（好拗口）。

Redis主从模式

当主节点无法与大部分从节点连接时，为了保持可用性，Redis集群使用主从模式，这样每个hash slot都会有1-N个复制（有N-1个从节点）。

在我们的栗子中，如果我们三个节点A、B、C中的B节点失去连接，他所拥有的5501-11000的hash slot将会失去支持。

当创建集群后，我们给A、B、C三个节点都添加一个从节点，那A、B、C会变成三个主节点，A1、B1、C1为从节点。B节点挂掉，对集群没有影响。

节点B1复制B，B节点down掉，集群投票B1作为新的主节点，继续正常操作。

如果B、B1同时挂掉，集群还是不能继续工作。