openEuler 系统使用 Docker Compose 容器化部署 Redis Cluster 集群

openEuler 系统使用 Docker Compose 容器化部署 Redis Cluster 集群

  • Redis 的多种模式
    • Redis-Alone 单机模式
      • Redis 单机模式的优缺点
    • Redis 高可用集群模式
      • Redis-Master/Slaver 主从模式
      • Redis-Master/Slaver 哨兵模式
        • 哨兵模式监控的原理
          • Redis 节点主客观下线标记
          • Redis 节点主客观下线标记移除
      • Redis-Cluster 模式
        • Cluster 集群模式的原理
        • Cluster 集群常见问题
        • 【Question1】：数据分片怎么分？
        • 【Question2】：数据分片之后怎么查，怎么写？
        • 【Question3】：如何做到水平扩展？
        • 【Question4】：如何做故障转移？
  • Redis Cluster 部署环境说明
    • Redis Cluster 集群规划
    • 修改 Linux 系统 sysctl.conf 配置参数
  • Dcoker Compose 部署 Redis Cluster 集群
    • redis-compose.yaml 文件编写
    • redis.conf 模板文件编写
    • redis-build.sh 部署脚本编写
    • redis-down.sh 卸载脚本编写
    • 创建集群步骤
  • 总结

集群

Redis 的多种模式

在部署 Redis Cluster 集群的时候，我们来了解下 redis 提供了哪些模式。

Redis 提供多种部署模式，常见的有以下四种：

  • Redis-Alone，单机模式；
  • Redis-Master/Slaver，主从复制模式；
  • Redis-Sentinel，哨兵模式；
  • Redis-Cluster，集群模式；

下面文章把 redis 这些模式统一划分为两类，分别是 基础模式 和 高可用集群模式，接下来我们详细讲解这几种模式原理以及各自的优缺点。

Redis-Alone 单机模式

Redis-Alone（单机模式），该模式最简单，就是安装一个 Redis，启动起来，业务调用即可。

通常大不部分程序员 90% 的情况下基本都是从接触该模式开始学习 Redis，该模式的使用场景是：例如在一个并非必须保证 Redis 高可用性的情况下，任何需要使用独立缓存的业务系统均可。

Redis 单机模式的优缺点

1、Redis-Alone 模式优点

  • 部署简单，基本 0 成本。
  • 成本低，没有备用节点，不需要其他的开支。
  • 高性能，单机不需要同步数据，数据天然一致性。

2、Redis-Alone 模式缺点

  • 存在单点故障问题，可靠性保证不是最佳，单节点有宕机的风险。
  • 单机高性能受限于 CPU 的处理能力，Redis 4.x 以前是单线程的。

说明：Redis 是从 4.x 开始慢慢支持多线程的，直到 Redis6/7 后才稳定。

Redis 高可用集群模式

相对应 Redis-Alone 模式，务必保证 Redis 高可用性的情况下，推荐使用以下几种模式。

通常情况下，在中小型规模的业务系统中，一般使用 -Redis-Master/Slaver（主从复制模式）和
Redis-Sentinel（哨兵模式）即可满足需求，但是在中大型规模的业务系统中，还是推荐使用 Redis-Cluster（集群模式）。

Redis-Master/Slaver 主从模式

Redis-Master/Slaver（主从复制），是指将一台 Redis 服务器的数据，复制到其他的 Redis 服务器。

Redis-Master/Slaver

前者称为 主节点(master)，后者称为 从节点(slave)；特点是 数据复制是单向 的，只能由主节点到从节点。主节点用于写入数据，从节点用于读取数据。

说明：从节点的名在 redis5.0 之前叫做 slave，5.0 之后叫做 replica。

主从复制模式，这里我们采用 1主2从 共包含三个节点，一个主节点，两个从节点。

在同一台虚拟机中开启 3 个 redis 实例，模拟主从集群，规划配置如下信息如下：

IP:PORT角色
172.17.97.27:6379master
172.17.97.27:6380slaveof/replicaof
172.17.97.27:6381slaveof/replicaof

主从模式配置很简单，只需要在从节点配置主节点的 ip 和 端口号 即可。

slaveof <masterip> <masterport>
# 例如
# slaveof 172.17.97.27 6379

从上面很容易就想到一个问题，既然主从复制，意味着 master 和 slave 的数据都是一样的，有数据冗余问题。

在程序设计上，为了高可用性和高性能，是允许有冗余存在的。这点希望大家在设计系统的时候要考虑进去，不用为公司节省这一点资源。

对于追求极致用户体验的产品，是绝对不允许有宕机存在的。

主从模式在很多系统设计时都会考虑，一个 master 挂在多个 slave 节点，当 master 服务宕机，会 选举 产生一个新的 master 节点，从而保证服务的高可用性。

1、 Redis-Master/Slaver（主从复制）的优点

  • 一旦主节点宕机，从节点 作为 主节点 的 备份 可以随时顶上来。
  • 扩展 主节点 的 读能力，分担主节点读压力。
  • 高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是 哨兵模式 和 集群模式 能够实施的基础，因此说主从复制是 Redis 高可用的基石。

2、 Redis-Master/Slaver（主从复制）的缺点

  • 一旦 主节点宕机，从节点 晋升成 主节点，同时需要修改 应用方 的 主节点地址，还需要命令所有从节点去复制新的主节点，整个过程需要 人工干预。
  • 主节点 的 写能力 受到 单机的限制。
  • 主节点 的 存储能力 受到 单机的限制。

Redis-Master/Slaver 哨兵模式

继续追究上面的 Redis-Master/Slaver（主从复制）模式，当主节点宕机之后，从节点是可以作为主节点顶上来，继续提供服务的。

但是会发现一个问题，主节点的 IP 已经变动了，此时应用服务还是拿着原主节点的地址去访问，这在生产环境就很尴尬了，整个过程得需要人工介入。

于是，在 Redis 2.8 版本开始引入了 哨兵（Redis-Sentinel） 这个概念。

在 主从复制集 的基础上，哨兵 实现了 自动化的故障恢复。

此处规划信息如下，1个主节点，3个从节点和3个哨兵节点（一主三从三哨兵）：

Redis-Sentinel

如上图所示，哨兵节点由两部分组成，哨兵节点 和 数据节点：

  • 哨兵节点（Sentinel）：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是 特殊的 redis 节点，不存储数据。
  • 数据节点：主节点（Master）和从节点（Slaver）都是数据节点（数据冗余）。

访问 redis 集群的数据都是通过哨兵集群的，哨兵监控整个 redis 集群。

一旦发现 redis 集群出现了问题，比如刚刚说的主节点挂了，从节点会顶上来。但是主节点地址变了，这时候应用服务无感知，也不用更改访问地址，因为 哨兵才是和应用服务做交互 的。

Sentinel 很好的解决了故障转移问题，在高可用方面又上升了一个台阶，当然 Sentinel 还有其他功能。

  • 比如：主节点存活检测、主从运行情况检测、主从切换。

说明：Redis 的 Sentinel 最小配置是 一主一从，一个主节点至少得存在一个从节点。

哨兵模式监控的原理

每个 Sentinel 以 每秒钟一次的频率，向它所有的 主服务器、从服务器 以及其他 Sentinel 实例 发送一个 PING 命令。

Redis 节点主客观下线标记
  • 如果一个 实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 所指定的值，那么这个实例会被 Sentinel 标记为 主观下线。
  • 如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，那么正在 监视 这个 主服务器 的所有 Sentinel 节点，要以 每秒一次的频率 确认该主服务器是否的确进入了 主观下线 状态。
  • 如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，并且有 足够数量 的 Sentinel（至少要达到配置文件指定的数量）在指定的 时间范围 内同意这一判断，那么这个该主服务器被标记为 客观下线。

在一般情况下， 每个 Sentinel 会以 每 10 秒一次的频率，向它已知的所有 主服务器 和 从服务器 发送 INFO 命令。

当一个 主服务器 被 Sentinel 标记为 客观下线 时，Sentinel 向 下线主服务器 的所有 从服务器 发送 INFO 命令的频率，会从10 秒一次改为每秒一次。

Sentinel 和其他 Sentinel 协商 主节点 的状态，如果 主节点 处于 SDOWN 状态，则（进入选举机制）投票自动选出新的主节点。将剩余的 从节点 指向 新的主节点 进行 数据复制。

Redis 节点主客观下线标记移除
  • 当没有足够数量的 Sentinel 同意 主服务器 下线时， 主服务器 的 客观下线状态 就会被移除。
  • 当 主服务器 重新向 Sentinel 的 PING 命令返回 有效回复 时，主服务器 的 主观下线状态 就会被移除。

1、Redis-Sentinel （哨兵模式）的优点

  • 哨兵模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式都具有。
  • 主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高。
  • Sentinel 会不断的检查 主服务器 和 从服务器 是否正常运行。当被监控的某个 Redis 服务器出现问题，Sentinel 通过 API 脚本 向管理员或者其他的应用程序发送通知。

2、Redis-Sentinel （哨兵模式）的缺点

  • Redis 较难支持在线扩容，对于集群容量达到上限时，在线扩容会变得很复杂。

Redis-Cluster 模式

主从复制集不能解决故障自动恢复问题，因此产生了哨兵模式（解决故障自动恢复），那到底为啥还要 集群模式（Redis-Cluster） 呢？

我们前面说过，主从复制集模式是 哨兵模式 和 集群模式 的基石，但是 主从 和 哨兵 都还有另外一些问题没有解决，比如：扩展性，单个节点的 存储能力 和 访问能力 是有上限的。

  • Redis Sentinal 着眼于 高可用性，在 master 宕机时会自动将 slave 提升为 master，继续提供服务。
  • Redis Cluster 着眼于 扩展性，在单个 redis 内存不足时，使用 Cluster 进行分片存储。

进入本篇文章的主题，也就是接下来要讲解的 Redis-Cluster 模式。

Redis Cluster 集群模式具有 高可用、可扩展性、分布式、数据分片存储、容错 等特性。

Cluster 集群模式的原理

通过 数据分片 的方式来进行 数据共享 问题，同时提供 数据复制 和 故障转移 功能。

Redis Cluster

之前的两种模式数据都是在一个节点上的，单个节点的存储是有上限的。集群模式就是把数据进行 分片存储，当一个分片数据达到上限的时候，就分成多个分片。

Cluster 集群常见问题
【Question1】：数据分片怎么分？

集群的键空间被分割为 16384 个 slots（即 hash 槽），通过 hash 的方式将数据分到不同的分片上的。

HASH_SLOT = CRC16(key) & 16384

CRC16 是一种循环校验算法，这里不是我们研究的重点，有兴趣可以看看。

这里用了 位运算 得到 取模 结果，位运算的速度高于取模运算。

提问：redis cluster 模式的 hash 槽为什么是分割为16384 个 slots ？

  • 京东面试题（Redis）：为啥 RedisCluster 设计成 16384 个槽，https://zhuanlan.zhihu.com/p/99037321
【Question2】：数据分片之后怎么查，怎么写？

读请求分配给 slave 节点，写请求分配给 master ，数据同步从 master 到 slave 节点。

读写分离提高并发能力，增加高性能。

【Question3】：如何做到水平扩展？

maste 节点可以做扩充，数据迁移 redis 内部自动完成。

当你新增一个 master 节点，需要做数据迁移，redis 服务不需要下线。

举个栗子：上面的有三个 master 节点，意味着 redis 的 hash 槽 被分为三个段，假设 三段 分别是 [0~ 7000]，[7001~ 12000]、[12001~16383]。

现在因为业务需要新增了一个 master 节点，四个节点共同占有 16384 个 slots 槽。

槽需要重新分配，数据也需要重新迁移，但是服务不需要下线。

redis-cluster 集群的重新分片由 redis 内部的管理软件 redis-trib 负责执行。redis 提供了进行重新分片的所有命令，redis-trib 通过向 主节点 发送命令来进行 重新分片。

【Question4】：如何做故障转移？

假如途中红色的节点故障了，此时 master3 下面的 从节点 会通过 选举 产生一个 新的主节点 替换原来的故障节点。

此过程和 哨兵模式 的故障转移是一样的。

Redis Cluster 部署环境说明

Redis Cluster 集群规划

此处我们采用虚拟机一个节点容器化 6 主 6 从 组成的 Redis Cluster 模式，规划信息如下：

IP:PortLinuxRedis versionRole
172.17.97.27:6479openEuler 22.03 lts x86_64redis:7.2.3-alpine3.18master
172.17.97.27:6579openEuler 22.03 lts x86_64redis:7.2.3-alpine3.18master
172.17.97.27:6679openEuler 22.03 lts x86_64redis:7.2.3-alpine3.18master
172.17.97.27:6779openEuler 22.03 lts x86_64redis:7.2.3-alpine3.18slave/replica
172.17.97.27:6879openEuler 22.03 lts x86_64redis:7.2.3-alpine3.18slave/replica
172.17.97.27:6979openEuler 22.03 lts x86_64redis:7.2.3-alpine3.18slave/replica

修改 Linux 系统 sysctl.conf 配置参数

注意：vm 环境 linux 系统修改 /etc/sysctl.conf 配置信息。

此处我们使用华为 openEuler 22.03 lts x86_64 系统，启动 redis 容器会出现如下 Redis 警告信息：

启动 Redis 警告:WARNING overcommit_memory is set to 0 Background save may fail under low memory condition.$ src/redis-server
# Server initialized
# WARNING overcommit_memory is set to 0! 
Background save may fail under low memory condition. 
To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot 
or run the command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
* Loading RDB produced by version 7.2.3

按照上面的提示信息，添加 vm.overcommit_memory = 1。

编辑 /etc/sysctl.conf 配置信息如下：

[root@redis redis-cluster]# vi /etc/sysctl.conf # 执行命令使修改配置生效，或者 reboot 重启系统
[root@redis redis-cluster]# sysctl -p
kernel.sysrq = 0
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.secure_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.secure_redirects = 0
net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1
net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
kernel.dmesg_restrict = 1
net.ipv6.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv6.conf.default.accept_redirects = 0
vm.overcommit_memory = 1

关于 /etc/sysctl.conf 配置说明，可以查看 =》 https://blog.csdn.net/cnwyt/article/details/118995722

我们先来看下在一个 VM 节点环境中，采用容器化部署的结果，部署成功输出如下信息：

[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

完整信息输出如下：

/data # redis-cli --cluster create 172.17.97.27:6479 172.17.97.27:6579 172.17.97.27:6679 172.17.97.27:6779 172.17.97.27:6879 172.1
7.97.27:6979 --cluster-replicas 1 -a '123456'
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
Adding replica 172.17.97.27:6879 to 172.17.97.27:6479
Adding replica 172.17.97.27:6979 to 172.17.97.27:6579
Adding replica 172.17.97.27:6779 to 172.17.97.27:6679
>>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
[WARNING] Some slaves are in the same host as their master
M: 4bf716f827a140f84bb59db89f8377c52b148348 172.17.97.27:6479slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: 7e0aaa6b7759810a8a7a9d91720ed280f9c769a2 172.17.97.27:6579slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: c28eb34736d38df46e5f305f85e6245a5e88f04b 172.17.97.27:6679slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: db205fb27e8bd7a987f5263fc00ce5ce9d00a4c7 172.17.97.27:6779replicates 7e0aaa6b7759810a8a7a9d91720ed280f9c769a2
S: 2fe228281014ea89de0e86ee68922dfde6c3999b 172.17.97.27:6879replicates c28eb34736d38df46e5f305f85e6245a5e88f04b
S: 741eec69159a16b74c73e5a981d1a11307b41967 172.17.97.27:6979replicates 4bf716f827a140f84bb59db89f8377c52b148348
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 172.17.97.27:6479)
M: 4bf716f827a140f84bb59db89f8377c52b148348 172.17.97.27:6479slots:[0-5460] (5461 slots) master1 additional replica(s)
M: c28eb34736d38df46e5f305f85e6245a5e88f04b 172.17.97.27:6679slots:[10923-16383] (5461 slots) master1 additional replica(s)
S: 741eec69159a16b74c73e5a981d1a11307b41967 172.17.97.27:6979slots: (0 slots) slavereplicates 4bf716f827a140f84bb59db89f8377c52b148348
S: db205fb27e8bd7a987f5263fc00ce5ce9d00a4c7 172.17.97.27:6779slots: (0 slots) slavereplicates 7e0aaa6b7759810a8a7a9d91720ed280f9c769a2
S: 2fe228281014ea89de0e86ee68922dfde6c3999b 172.17.97.27:6879slots: (0 slots) slavereplicates c28eb34736d38df46e5f305f85e6245a5e88f04b
M: 7e0aaa6b7759810a8a7a9d91720ed280f9c769a2 172.17.97.27:6579slots:[5461-10922] (5462 slots) master1 additional replica(s)
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

从上面集群输出的信息，我们可以看到有两个 [Warning] 信息，分别如下：

  1. Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.（在命令行界面上使用带有 “-a” 或 “-u” 选项的密码可能不安全。）
  2. [WARNING] Some slaves are in the same host as their master. （[警告]某些从属服务器与其主服务器位于同一主机中。）

[Warning]/警告 信息说明：

  • 第一点是我们集群中 redis 节点设置的密码过于简单 '123456' ，生产环境建议设置复杂度更高的密码；
  • 第二点是因为我们采用一个 VM 节点，然后 容器化 6 个 redis 节点 模拟的 redis-cluster 集群，所以位于同一个宿主机环境中。正式生产环境推荐每个 redis 节点采用独立环境的宿主机搭建。

我们前面说过，redis-cluster 集群模式是基于 主从复制集 的基础上，主要是解决了 扩展性 问题，是集群更佳健壮和高可用，相应的数据采用分片存储，redis-cluster 集群模式 默认是 16384 个 （hash 槽）slots，从上面的信息可以清晰的看到。

  • 主节点：
 - Master[0] 172.17.97.27:6479 -> Slots 0 - 5460 - Master[1] 172.17.97.27:6579 -> Slots 5461 - 10922 - Master[2] 172.17.97.27:6679 -> Slots 10923 - 16383
  • 从节点：
 - Adding replica 172.17.97.27:6879 to 172.17.97.27:6479- Adding replica 172.17.97.27:6979 to 172.17.97.27:6579- Adding replica 172.17.97.27:6779 to 172.17.97.27:6679

接下来我们详细叙述，如何采用容器化 docker compose 部署 redis cluster 集群模式。

Dcoker Compose 部署 Redis Cluster 集群

依据上面 redis 使用 6 节点（三主三从）的规划，在 vm 宿主机中新建目录 redis-cluster，所属路径 /home/jeff/docker/redis-cluster：

cd /home/jeff/
mkdir docker
cd ./docker 
mkdir redis-cluster

准备好文件夹目录后，在 redis-cluster 文件夹中添加如下相关文件，目录文件展示如下：

redis cluster 部署相关文件

注意：文件 redis-build.sh 和 redis-down.sh 给可执行权限，命令操作如下：

chmod +x redis-build.sh redis-down.sh

redis-compose.yaml 文件编写

version: '3.8'
services:redis6479:network_mode: 'host'image: redis:7.2.3-alpine3.18container_name: redis6479restart: alwayscommand: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]logging:driver: 'json-file'options:max-size: '3g'volumes:- ./redis6479/data:/data- ./redis6479/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis6479/logs:/logsredis6579:network_mode: 'host'image: redis:7.2.3-alpine3.18container_name: redis6579restart: alwayscommand: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]logging:driver: 'json-file'options:max-size: '3g'volumes:- ./redis6579/data:/data- ./redis6579/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis6579/logs:/logsredis6679:network_mode: 'host'image: redis:7.2.3-alpine3.18container_name: redis6679restart: alwayscommand: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]logging:driver: 'json-file'options:max-size: '3g'volumes:- ./redis6679/data:/data- ./redis6679/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis6679/logs:/logsredis6779:network_mode: 'host'image: redis:7.2.3-alpine3.18container_name: redis6779restart: alwayscommand: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]logging:driver: 'json-file'options:max-size: '3g'volumes:- ./redis6779/data:/data- ./redis6779/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis6779/logs:/logsredis6879:network_mode: 'host'image: redis:7.2.3-alpine3.18container_name: redis6879restart: alwayscommand: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]logging:driver: 'json-file'options:max-size: '3g'volumes:- ./redis6879/data:/data- ./redis6879/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis6879/logs:/logsredis6979:network_mode: 'host'image: redis:7.2.3-alpine3.18container_name: redis6979restart: alwayscommand: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]logging:driver: 'json-file'options:max-size: '3g'volumes:- ./redis6979/data:/data- ./redis6979/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis6979/logs:/logs

redis.conf 模板文件编写

此处写一个通用格式化的 redis.conf 配置文件，后续使用 sh 脚本为每个 redis 节点 copy 一个副本并修改成对应节点的配置信息。

# 修改为后台启动
#daemonize yes
# 修改端口号
port 6379
# 指定数据文件存储位置
#dir /usr/local/redis-app/6379/
# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 集群节点信息文件配置
cluster-config-file nodes-6379.conf
# 集群节点超时间
cluster-node-timeout 15000
# 去掉bind绑定地址
# bind 127.0.0.1 -::1 (这里没写错就是加#注释掉bind配置)
# 关闭保护模式
#protected-mode no
# 开启aof模式持久化
appendonly yes
# 设置连接Redis需要密码123（选配）
requirepass 123456
# 设置Redis节点与节点之间访问需要密码123（选配）
masterauth 123456

注意：生产环境为了安全性保障，redis 的访问密码尽量设置复杂度高一些。

redis-build.sh 部署脚本编写

基于上面我们编写的 redis-compose.yaml 文件编写内容，编写自动化部署的 redis-build.sh 脚本如下：

#!/bin/bash
echo "1.创建 redis-app 目录，路径 /usr/local/redis-app/"
cd /usr/local/
sudo mkdir ./redis-appecho "2.准备 redis6479 节点目录文件"
cd /usr/local/redis-app/
sudo mkdir ./6479
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
sudo mkdir ./redis6479
cp -f ./redis.conf ./redis6479/redis.conf;
sed -i "s/6379/6479/g" ./redis6479/redis.conf;
cd ./redis6479
sudo rm -rf ./redis6479/data;
sudo rm -rf ./redis6479/logs;echo "3.准备 redis6579 节点目录文件"
cd /usr/local/redis-app/
sudo mkdir ./6579
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
sudo mkdir ./redis6579
cp -f ./redis.conf ./redis6579/redis.conf;
sed -i "s/6379/6579/g" ./redis6579/redis.conf;
cd ./redis6579
sudo rm -rf ./redis6579/data;
sudo rm -rf ./redis6579/logs;echo "4.准备 redis6679 节点目录文件"
cd /usr/local/redis-app/
sudo mkdir ./6679
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
sudo mkdir ./redis6679
cp -f ./redis.conf ./redis6679/redis.conf;
sed -i "s/6379/6679/g" ./redis6679/redis.conf;
cd ./redis6679
sudo rm -rf ./redis6679/data;
sudo rm -rf ./redis6679/logs;echo "5.准备 redis6779 节点目录文件"
cd /usr/local/redis-app/
sudo mkdir ./6779
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
sudo mkdir ./redis6779
cp -f ./redis.conf ./redis6779/redis.conf;
sed -i "s/6379/6779/g" ./redis6779/redis.conf;
cd ./redis6779
sudo rm -rf ./redis6779/data;
sudo rm -rf ./redis6779/logs;echo "6.准备 redis6879 节点目录文件"
cd /usr/local/redis-app/
sudo mkdir ./6879
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
sudo mkdir ./redis6879
cp -f ./redis.conf ./redis6879/redis.conf;
sed -i "s/6379/6879/g" ./redis6879/redis.conf;
cd ./redis6879
sudo rm -rf ./redis6879/data;
sudo rm -rf ./redis6879/logs;echo "7.准备 redis6979 节点目录文件"
cd /usr/local/redis-app/
sudo mkdir ./6979
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
sudo mkdir ./redis6979
cp -f ./redis.conf ./redis6979/redis.conf;
sed -i "s/6379/6979/g" ./redis6979/redis.conf;
cd ./redis6979
sudo rm -rf ./redis6979/data;
sudo rm -rf ./redis6979/logs;echo "8.指定 redis-compose.yaml 文件执行 docker compose 部署"
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;
docker compose -f redis-compose.yaml up -d

执行构建脚本：

[root@redis redis-cluster]# ./redis-build.sh

redis-down.sh 卸载脚本编写

此处主要是卸载 docker compose 部署的 redis 节点及相关的文件目录，redis-down.sh 文件编写信息如下：

#!/bin/bash
cd /home/jeff/docker/redis-cluster;echo "停止并移除 redis 容器、网络、镜像和数据卷，打印版本并退出"
docker compose -f ./redis-compose.yaml down -v;echo "清理 redis 节点文件夹"
sudo rm -rf ./redis6479/ ./redis6579/ ./redis6679/ ./redis6779/ ./redis6879/ ./redis6979/;echo "清理 redis-app 文件夹"
cd /usr/local/;
sudo rm -rf ./redis-app/;

执行卸载脚本：

[root@redis redis-cluster]# ./redis-down.sh

创建集群步骤

上面基本环境（相关部署文件、配置文件和 sh 脚本）准备好后，开始执行部署计划，操作步骤如下：

  • 执行 redis-build.sh 部署 redis 容器节点；
[root@redis redis-cluster]# ./redis-build.sh
  • 随机进入一个规划的 master 节点，并创建集群；
# 进入 master 节点
docker container exec -it redis6479 /bin/sh
# 创建 redis-cluster 集群
redis-cli --cluster create 172.17.97.27:6479 172.17.97.27:6579 172.17.97.27:6679 172.17.97.27:6779 172.17.97.27:6879 172.1
7.97.27:6979 --cluster-replicas 1 -a '123456'

创建 redis-cluster 集群参数说明：

  • --cluster create ip:port 创建集群，多个节点空格分开；
  • --cluster-replicas 设置 master 节点的副本集数，即主节点跟随的从节点数量；
  • -a 设置 redis-cluster 节点访问的密码；

查看 docker 进入 container（容器）帮助信息：

[root@redis redis-cluster]# docker container exec --helpUsage:  docker container exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]Execute a command in a running containerAliases:docker container exec, docker execOptions:-d, --detach               Detached mode: run command in the background--detach-keys string   Override the key sequence for detaching a container-e, --env list             Set environment variables--env-file list        Read in a file of environment variables-i, --interactive          Keep STDIN open even if not attached--privileged           Give extended privileges to the command-t, --tty                  Allocate a pseudo-TTY-u, --user string          Username or UID (format: "<name|uid>[:<group|gid>]")-w, --workdir string       Working directory inside the container

详细执行部署环节输出信息如下：

  • 1、compose 文件创建 redis 节点容器成功，输出信息如下：
[root@redis redis-cluster]# pwd
/home/jeff/docker/redis-cluster
[root@redis redis-cluster]# ls
redis-build.sh  redis-compose.yaml  redis.conf  redis-down.sh
[root@redis redis-cluster]# ./redis-build.sh
1.创建 redis-app 目录，路径 /usr/local/redis-app/
2.准备 redis6479 节点目录文件
3.准备 redis6579 节点目录文件
4.准备 redis6679 节点目录文件
5.准备 redis6779 节点目录文件
6.准备 redis6879 节点目录文件
7.准备 redis6979 节点目录文件
8.指定 redis-compose.yaml 文件执行 docker compose 部署
[+] Running 6/6✔ Container redis6479  Started                 2.8s ✔ Container redis6679  Started                 2.6s ✔ Container redis6779  Started                 2.8s ✔ Container redis6879  Started                 2.8s ✔ Container redis6579  Started                 2.7s ✔ Container redis6979  Started                 2.8s
  • 2、查看 docker compose 列表信息：
[root@redis redis-cluster]# docker compose ls
NAME                STATUS              CONFIG FILES
redis-cluster       running(6)          /home/jeff/docker/redis-cluster/redis-compose.yaml
[root@redis redis-cluster]# docker container ls
CONTAINER ID   IMAGE                    COMMAND                   CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
4e8d63ac3c32   redis:7.2.3-alpine3.18   "docker-entrypoint.s…"   7 minutes ago   Up 7 minutes             redis6979
cd434dba60ef   redis:7.2.3-alpine3.18   "docker-entrypoint.s…"   7 minutes ago   Up 7 minutes             redis6579
2905135c4a71   redis:7.2.3-alpine3.18   "docker-entrypoint.s…"   7 minutes ago   Up 7 minutes             redis6779
ee9613dc1b5f   redis:7.2.3-alpine3.18   "docker-entrypoint.s…"   7 minutes ago   Up 7 minutes             redis6879
481cc70b8c5d   redis:7.2.3-alpine3.18   "docker-entrypoint.s…"   7 minutes ago   Up 7 minutes             redis6679
e24b2c8f2d87   redis:7.2.3-alpine3.18   "docker-entrypoint.s…"   7 minutes ago   Up 7 minutes             redis6479
  • 3、进入容器创建 redis-cluster 集群信息如下：
[root@redis redis-cluster]# docker container exec -it redis6479 /bin/sh
/data # redis-cli --cluster create 172.17.97.27:6479 172.17.97.27:6579 172.17.97.27:6679 172.17.97.27:6779 172.17.97.27:6879 172.17.97.27:6979 --cluster-replicas 1 -a '123456'
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
Adding replica 172.17.97.27:6879 to 172.17.97.27:6479
Adding replica 172.17.97.27:6979 to 172.17.97.27:6579
Adding replica 172.17.97.27:6779 to 172.17.97.27:6679
>>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
[WARNING] Some slaves are in the same host as their master
M: 7aaf8e48ca3807ede36dbec999dacbf5f8640650 172.17.97.27:6479slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: ef9705329a431960c5f89d7e4928b1fda90f77f1 172.17.97.27:6579slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: ccf56f0a5d50c34337586c9c1dc6d00ce6c7ef82 172.17.97.27:6679slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: d2b927276d4f603c05f66b5148553ab0ee06be73 172.17.97.27:6779replicates ccf56f0a5d50c34337586c9c1dc6d00ce6c7ef82
S: 9329e3afdc5bc2bff031770efa3a7168ef1a0b83 172.17.97.27:6879replicates 7aaf8e48ca3807ede36dbec999dacbf5f8640650
S: bbc04f53247738b0edaa8efa2b86daef072a2989 172.17.97.27:6979replicates ef9705329a431960c5f89d7e4928b1fda90f77f1
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 172.17.97.27:6479)
M: 7aaf8e48ca3807ede36dbec999dacbf5f8640650 172.17.97.27:6479slots:[0-5460] (5461 slots) master1 additional replica(s)
S: d2b927276d4f603c05f66b5148553ab0ee06be73 172.17.97.27:6779slots: (0 slots) slavereplicates ccf56f0a5d50c34337586c9c1dc6d00ce6c7ef82
M: ccf56f0a5d50c34337586c9c1dc6d00ce6c7ef82 172.17.97.27:6679slots:[10923-16383] (5461 slots) master1 additional replica(s)
S: bbc04f53247738b0edaa8efa2b86daef072a2989 172.17.97.27:6979slots: (0 slots) slavereplicates ef9705329a431960c5f89d7e4928b1fda90f77f1
M: ef9705329a431960c5f89d7e4928b1fda90f77f1 172.17.97.27:6579slots:[5461-10922] (5462 slots) master1 additional replica(s)
S: 9329e3afdc5bc2bff031770efa3a7168ef1a0b83 172.17.97.27:6879slots: (0 slots) slavereplicates 7aaf8e48ca3807ede36dbec999dacbf5f8640650
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
  • 4、命令连接到 redis-cluster 集群
redis-cli -c -h 172.17.97.27 -p 6479 -a '123456' --raw

Warning: Using a password with ‘-a’ or ‘-u’ option on the command line interface may not be safe.

  • 5、查看 redis-cluster 集群状态
172.17.97.27:6479> cluster nodes
d2b927276d4f603c05f66b5148553ab0ee06be73 172.17.97.27:6779@16779 slave ccf56f0a5d50c34337586c9c1dc6d00ce6c7ef82 0 1699594804000 3 connected
ccf56f0a5d50c34337586c9c1dc6d00ce6c7ef82 172.17.97.27:6679@16679 master - 0 1699594806108 3 connected 10923-16383
bbc04f53247738b0edaa8efa2b86daef072a2989 172.17.97.27:6979@16979 slave ef9705329a431960c5f89d7e4928b1fda90f77f1 0 1699594804098 2 connected
ef9705329a431960c5f89d7e4928b1fda90f77f1 172.17.97.27:6579@16579 master - 0 1699594805103 2 connected 5461-10922
9329e3afdc5bc2bff031770efa3a7168ef1a0b83 172.17.97.27:6879@16879 slave 7aaf8e48ca3807ede36dbec999dacbf5f8640650 0 1699594803000 1 connected
7aaf8e48ca3807ede36dbec999dacbf5f8640650 172.17.97.27:6479@16479 myself,master - 0 1699594804000 1 connected 0-5460
172.17.97.27:6479> cluster info
cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384
cluster_slots_ok:16384
cluster_slots_pfail:0
cluster_slots_fail:0
cluster_known_nodes:6
cluster_size:3
cluster_current_epoch:6
cluster_my_epoch:1
cluster_stats_messages_ping_sent:746
cluster_stats_messages_pong_sent:748
cluster_stats_messages_sent:1494
cluster_stats_messages_ping_received:743
cluster_stats_messages_pong_received:746
cluster_stats_messages_meet_received:5
cluster_stats_messages_received:1494
total_cluster_links_buffer_limit_exceeded:0

至此，我们规划的 1 VM 宿主机 6 redis 节点 规格（三主三从）模式的 redis-cluster 集群就部署完成了。

总结

每种模式都有各自的优缺点，在实际使用场景中要根据业务特点去选择合适的模式。

redis 是一个非常常用的中间件，作为一个使用者来说，学习成本一点不高。

如果作为一个很好的中间件去研究的话，还是有很多值得学习和借鉴的地方。比如 redis 的各种数据结构(动态字符串、跳跃表、集合、字典等)、高效的内存分配(jemalloc)、高效的IO模型等等。

每个点都可以深入研究，在后期设计高并发、高可用系统的时候融入进去。

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