1.為什麼要有叢集
由於Redis主從複製架構每個資料庫都要儲存整個叢集中的所有資料,容易形成木桶效應，所以Redis3.0之後的版本新增特性就是叢集(Cluster)

2.Redis叢集架構說明

架構細節:
(1)所有的redis節點彼此互聯(PING-PONG機制),內部使用二進位制協議優化傳輸速度和頻寬.
(2)節點的fail是通過叢集中超過半數的master節點檢測失效時才生效.
(3)客戶端與redis節點直連,不需要中間proxy層.客戶端不需要連線叢集所有節點,連線叢集中任何一個可用節點即可
(4)redis-cluster把所有的物理節點對映到[0-16383]slot上,cluster 負責維護node<->slot<->key

3.Redis Cluster環境搭建
3.1 分別修改配置檔案,將埠分別設定為:6379、6380、6381,同時要設定pidfile檔案為不同的路徑。並且允許叢集模式,修改叢集配置檔案指向地址,並且開啟遠端訪問

修改配置檔案
# vim /opt/redis/6379/6379.conf

# 開啟守護程序模式
daemonize yes

# 修改啟動埠為6379
port 6379

# 修改pidfile指向路徑
pidfile /opt/redis/6379/redis_6379.pid

# 開啟允許叢集 
cluster-enabled yes

# 修改叢集配置檔案指向路徑
cluster-config-file nodes-6379.
 
conf

# 註釋一下內容開啟遠端訪問
# bind 127.0.0.1

# 關閉保護模式
protected-mode no

以此類推,修改埠6380及6381配置。

3.2 分別啟動redis例項

# cd /opt/redis/redis-3.2.8/bin
# ./redis-server /opt/redis/6379/6379.conf 
# ./redis-server /opt/redis/6380/6380.conf     
# ./redis-server /opt/redis/6381/6381.conf 

3.3 檢視redis狀態

說明redis已經是以叢集方式啟動了,但是redis之間關係還沒確定下來

3.4 因為redis-trib.rb是由ruby語言編寫的所以需要安裝ruby環境

安裝ruby環境
# yum -y install zlib ruby rubygems

自行上傳redis-3.2.1.gem然後安裝
# gem install -l redis-3.2.1.gem

3.5 建立叢集Redis關係

首先，進入redis的安裝包路徑下
# cd /opt/redis/redis-3.2.8/src

執行命令：
# ./redis-trib.rb create --replicas 0 192.168.29.128:6379 192.168.29.128:6380 192.168.29.128:6381

說明:--replicas 0：指定了從資料的數量為0
注意：這裡不能使用127.0.0.1，否則在Jedis客戶端使用時無法連線到！

3.6 如果出現如下異常

/usr/local/share/gems/gems/redis-3.2.1/lib/redis/client.rb:113:in `call': ERR Slot 0 is already busy (Redis::CommandError)
        from /usr/local/share/gems/gems/redis-3.2.1/lib/redis.rb:2556:in `block in method_missing'
        from /usr/local/share/gems/gems/redis-3.2.1/lib/redis.rb:37:in `block in synchronize'
        from /usr/share/ruby/monitor.rb:211:in `mon_synchronize'
        from /usr/local/share/gems/gems/redis-3.2.1/lib/redis.rb:37:in `synchronize'
        from /usr/local/share/gems/gems/redis-3.2.1/lib/redis.rb:2555:in `method_missing'
        from ./redis-trib.rb:212:in `flush_node_config'
        from ./redis-trib.rb:776:in `block in flush_nodes_config'
        from ./redis-trib.rb:775:in `each'
        from ./redis-trib.rb:775:in `flush_nodes_config'
        from ./redis-trib.rb:1296:in `create_cluster_cmd'
        from ./redis-trib.rb:1701:in `<main>'

經檢查，這是由於上一次配置叢集失敗時留下的配置資訊導致的。 只要把redis.conf中定義的 cluster-config-file 所在的檔案刪除，重新啟動redis-server及執行redis-trib即可。

3.7 建立叢集Redis關係正常執行響應如下

>>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 3 nodes...
Using 3 masters:
192.168.29.128:6379
192.168.29.128:6380
192.168.29.128:6381
M: d5d0951bb185a67a44d29dd2142170dbce84d977 192.168.29.128:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
M: e41fe58ef571836d891656b482307628b3f7ab35 192.168.29.128:6380
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: ddbc810661f81500059e0b22b1550713a0e3766d 192.168.29.128:6381
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
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 192.168.29.128:6379)
M: d5d0951bb185a67a44d29dd2142170dbce84d977 192.168.29.128:6379
   slots:0-5460 (5461 slots) master
   0 additional replica(s)
M: ddbc810661f81500059e0b22b1550713a0e3766d 192.168.29.128:6381
   slots:10923-16383 (5461 slots) master
   0 additional replica(s)
M: e41fe58ef571836d891656b482307628b3f7ab35 192.168.29.128:6380
   slots:5461-10922 (5462 slots) master
   0 additional replica(s)
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
成功

3.8 檢視叢集節點資訊

3.9 測試
3.9.1 測試插入資料

因為abc的hash槽資訊是在6380上，現在使用redis-cli連線的6379，無法完成set操作，需要客戶端跟蹤重定向。使用redis-cli -c

3.9.2 重新測試插入資料

4. 插槽的概念及插槽分配
整個Redis提供了16384個插槽，也就是說叢集中的每個節點分得的插槽數總和為16384。./redis-trib.rb 指令碼實現了是將16384個插槽平均分配給了N個節點。當我們執行set abc 123命令時,redis是如何將資料儲存到叢集中的呢?執行步驟：

i.接收命令set abc 123
ii.通過key(abc)計算出插槽值,然後根據插槽值找到對應的節點。abc的插槽值為:7638
iii.重定向到該節點執行命令

注意：如果插槽數有部分是沒有指定到節點的，那麼這部分插槽所對應的key將不能使用。

5.新增叢集節點
5.1 再開啟一個例項的埠為6382 配置同上

5.2 執行指令碼建立6382節點與叢集的關係

5.3 檢視叢集狀態,發現新增的節點沒有插槽

5.4 給6382節點分配插槽

5.5 檢視叢集節點狀態

6.刪除叢集節點
想要刪除叢集節點中的某一個節點，需要嚴格執行2步:

6.1.將這個節點上的所有插槽轉移到其他節點上
6.1.1執行指令碼：./redis-trib.rb reshard 192.168.29.128:6382

6.1.2選擇需要轉移的插槽的數量，因為6382有100個，所以轉移100個

6.1.3輸入轉移的節點的id，我們轉移到6379節點

6.1.4輸入插槽來源id，也就是6382的id

6.1.5輸入done，開始轉移

6.1.6檢視叢集節點資訊，可以看到6380節點已經沒有插槽了

6.2.刪除節點
6.2.1 刪除節點

6.2.2 檢視叢集節點資訊

7. Redis Cluster高可用
7.1 假設叢集中某一節點宕機 測試資料寫入操作

我們嘗試執行set命令，結果發現無法執，行叢集不可用了？？ 這叢集也太弱了吧？？

7.2 叢集中的主從複製架構

7.3 本教程不詳細介紹叢集中主從複製架構的具體安裝,只提一下過程

7.3.1 為每個叢集節點新增Slave,形成主從複製架構,主從複製架構可參考:主從複製架構,搭建結構如下所示

6379(Master)     6479(Slave of 6379)     6579(Slave of 6379)
6380(Master)     6480(Slave of 6380)     6580(Slave of 6380)
6381(Master)     6481(Slave of 6381)     6581(Slave of 6381)

7.3.2 為每個主從複製架構新增哨兵叢集,哨兵模式叢集可參考:哨兵模式叢集

7.3.3 建立叢集 使用如下命令

./redis-trib.rb create --replicas 2 192.168.29.128:6379 192.168.29.128:6380 192.168.29.128:6381 192.168.29.128:6479 192.168.29.128:6480 192.168.29.128:6481 192.168.29.128:6579 192.168.29.128:6580 192.168.29.128:6581 

7.4.4 自行測試高可用Cluster環境

注意在叢集環境中:
多鍵的命令操作(如MGET、MSET)，如果每個鍵都位於同一個節點，則可以正常支援，否則會提示錯誤。

叢集中的節點只能使用0號資料庫，如果執行SELECT切換資料庫會提示錯誤。