Redis Cluster 安装

Redis Cluster 是 Redis 提供的分布式解决方案，支持自动分片和高可用。本文档将详细介绍 Redis Cluster 的安装步骤和最佳实践。

Redis Cluster 基本概念

架构设计

Redis Cluster 采用去中心化的架构，主要特点包括：

数据自动分片到多个节点
支持自动故障转移
无中心节点，所有节点平等
支持水平扩展

节点类型

Redis Cluster 中的节点分为两种类型：

主节点（Master）：负责处理读写请求，存储数据
从节点（Slave）：负责复制主节点的数据，提供冗余和故障转移支持

分片机制

Redis Cluster 使用哈希槽（Hash Slot）进行数据分片：

整个集群共有 16384 个哈希槽
每个键通过 CRC16(key) % 16384 计算哈希槽
每个主节点负责一部分哈希槽
从节点复制主节点的所有哈希槽

故障转移

Redis Cluster 自动故障转移过程：

从节点定期向主节点发送 PING 命令
如果主节点在规定时间内没有响应，从节点标记主节点为疑似下线（PFAIL）
从节点向其他节点传播主节点的疑似下线状态
如果超过半数节点标记主节点为疑似下线，主节点被标记为下线（FAIL）
从节点选举产生新的主节点
新的主节点接管原主节点的哈希槽
集群恢复正常

安装前准备

系统要求

操作系统：Linux（推荐 CentOS 7+ 或 Ubuntu 18.04+）
CPU：至少 2 核
内存：每个节点至少 2GB
磁盘：至少 20GB 可用空间
网络：所有节点之间网络互通，关闭防火墙或开放必要端口

软件依赖

GCC：版本 4.8 及以上
Make：版本 3.81 及以上
tcl：版本 8.5 及以上（用于运行 Redis 测试）
openssl：版本 1.0.2 及以上（可选，用于 SSL/TLS 支持）

节点规划

Redis Cluster 至少需要 3 个主节点，建议配置为 3 主 3 从的结构，共 6 个节点。

示例节点规划：

节点角色	IP 地址	端口	数据目录
主节点 1	192.168.1.101	7001	/data/redis/7001
主节点 2	192.168.1.102	7002	/data/redis/7002
主节点 3	192.168.1.103	7003	/data/redis/7003
从节点 1	192.168.1.101	7004	/data/redis/7004
从节点 2	192.168.1.102	7005	/data/redis/7005
从节点 3	192.168.1.103	7006	/data/redis/7006

环境准备

关闭防火墙（或开放必要端口）

bash

# CentOS 7
firewall-cmd --zone=public --add-port=7001-7006/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

# Ubuntu
iptables -A INPUT -p tcp --dport 7001:7006 -j ACCEPT
iptables-save > /etc/iptables/rules.v4

关闭 SELinux（或配置适当的策略）

bash

# 临时关闭
setenforce 0

# 永久关闭
vi /etc/selinux/config
# 将 SELINUX=enforcing 改为 SELINUX=disabled

安装依赖

bash

# CentOS 7
yum install -y gcc make tcl openssl-devel

# Ubuntu
apt update
apt install -y gcc make tcl libssl-dev

bash

mkdir -p /data/redis/7001 /data/redis/7002 /data/redis/7003
mkdir -p /data/redis/7004 /data/redis/7005 /data/redis/7006
chown -R redis:redis /data/redis

安装 Redis

下载 Redis

bash

# 下载 Redis 6.2.6（稳定版）
wget https://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz

tar xzf redis-6.2.6.tar.gz
cd redis-6.2.6

编译安装

bash

# 编译
make

# 安装
sudo make install PREFIX=/usr/local/redis

# 创建软链接
ln -s /usr/local/redis/bin/redis-cli /usr/bin/redis-cli
ln -s /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/bin/redis-server

验证安装

bash

redis-server --version
redis-cli --version

配置 Redis Cluster

创建配置文件

为每个节点创建配置文件，以 7001 节点为例：

bash

vi /data/redis/7001/redis.conf

配置内容：

txt

# 绑定地址
bind 0.0.0.0

# 端口
port 7001

# 以守护进程方式运行
daemonize yes

# 进程 PID 文件
pidfile /var/run/redis_7001.pid

# 日志文件
logfile /data/redis/7001/redis.log

# 数据目录
dir /data/redis/7001

# 启用集群模式
cluster-enabled yes

# 集群配置文件
cluster-config-file nodes-7001.conf

# 集群节点超时时间（毫秒）
cluster-node-timeout 15000

# 启用 AOF 持久化
appendonly yes

# AOF 文件名
appendfilename "appendonly.aof"

# AOF 重写策略
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb

# 密码（可选，建议设置）
# requirepass your_strong_password
# masterauth your_strong_password

按照同样的方式创建其他节点的配置文件，修改端口号和目录路径即可。

启动节点

bash

# 启动所有节点
redis-server /data/redis/7001/redis.conf
redis-server /data/redis/7002/redis.conf
redis-server /data/redis/7003/redis.conf
redis-server /data/redis/7004/redis.conf
redis-server /data/redis/7005/redis.conf
redis-server /data/redis/7006/redis.conf

验证节点启动

bash

# 查看节点进程
ps -ef | grep redis-server

# 查看节点日志
cat /data/redis/7001/redis.log

创建 Redis Cluster

使用 redis-cli 创建集群

Redis 5.0+ 提供了 --cluster 选项用于创建集群：

bash

redis-cli --cluster create \
192.168.1.101:7001 \
192.168.1.102:7002 \
192.168.1.103:7003 \
192.168.1.101:7004 \
192.168.1.102:7005 \
192.168.1.103:7006 \
--cluster-replicas 1

参数说明：

--cluster create：创建集群
--cluster-replicas 1：每个主节点分配 1 个从节点

确认集群创建

执行命令后，会显示集群的配置方案，输入 yes 确认：

>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0-5460
Master[1] -> Slots 5461-10922
Master[2] -> Slots 10923-16383
Adding replica 192.168.1.102:7005 to 192.168.1.101:7001
Adding replica 192.168.1.103:7006 to 192.168.1.102:7002
Adding replica 192.168.1.101:7004 to 192.168.1.103:7003
>>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
[WARNING] Some slaves are in the same host as their master
M: a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2 192.168.1.101:7001
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3 192.168.1.102:7002
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4 192.168.1.103:7003
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5 192.168.1.101:7004
   replicates c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4
S: e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6 192.168.1.102:7005
   replicates a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2
S: f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1 192.168.1.103:7006
   replicates b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6a1b2c3
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes

验证集群创建

bash

# 连接集群
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001

# 查看集群信息
192.168.1.101:7001> CLUSTER INFO

# 查看集群节点
192.168.1.101:7001> CLUSTER NODES

集群测试

基本功能测试

bash

# 连接集群
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001

# 设置键值对
192.168.1.101:7001> SET key1 value1
OK

# 获取键值对
192.168.1.101:7001> GET key1
"value1"

# 查看键所在的槽
192.168.1.101:7001> CLUSTER KEYSLOT key1
(integer) 9189

# 查看槽对应的节点
192.168.1.101:7001> CLUSTER SLOTS

故障转移测试

模拟主节点故障

bash

# 查看当前主从关系
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001 CLUSTER NODES

# 停止一个主节点
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001 SHUTDOWN

# 查看故障转移情况
redis-cli -c -h 192.168.1.102 -p 7002 CLUSTER NODES

恢复主节点

bash

# 启动刚才停止的主节点
redis-server /data/redis/7001/redis.conf

# 查看节点状态，此时该节点会成为从节点
redis-cli -c -h 192.168.1.102 -p 7002 CLUSTER NODES

集群管理

添加节点

添加主节点

bash

# 启动新的 Redis 节点
redis-server /data/redis/7007/redis.conf

# 将新节点添加到集群
redis-cli --cluster add-node 192.168.1.101:7007 192.168.1.101:7001

# 重新分配哈希槽
redis-cli --cluster reshard 192.168.1.101:7001

添加从节点

bash

# 启动新的 Redis 节点
redis-server /data/redis/7008/redis.conf

# 将新节点添加为从节点
redis-cli --cluster add-node --cluster-slave --cluster-master-id <master-node-id> 192.168.1.101:7008 192.168.1.101:7001

删除节点

bash

# 删除从节点
redis-cli --cluster del-node 192.168.1.101:7001 <slave-node-id>

# 删除主节点（需要先迁移其哈希槽）
# 1. 迁移哈希槽
redis-cli --cluster reshard 192.168.1.101:7001
# 2. 删除节点
redis-cli --cluster del-node 192.168.1.101:7001 <master-node-id>

查看集群状态

bash

# 查看集群信息
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001 CLUSTER INFO

# 查看集群节点
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001 CLUSTER NODES

# 查看集群健康状态
redis-cli --cluster check 192.168.1.101:7001

常见问题（FAQ）

Q1: 创建集群时提示 "Node is not empty" 错误

A1: 这是因为节点的数据目录中已经存在数据或集群配置文件。解决方案：

bash

# 停止节点
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001 SHUTDOWN

# 清空数据目录
rm -rf /data/redis/7001/*

# 重新启动节点
redis-server /data/redis/7001/redis.conf

Q2: 集群节点无法通信

A2: 检查以下几点：

防火墙：确保所有节点之间的端口（包括集群总线端口，通常是端口号+10000）都已开放
绑定地址：确保配置文件中的 bind 选项设置正确，或设置为 0.0.0.0
密码：如果设置了密码，确保所有节点的 requirepass 和 masterauth 配置一致
网络连通性：使用 ping 命令测试节点之间的网络连通性

Q3: 故障转移后，原主节点重新加入集群成为从节点，如何恢复为主节点？

A3: 可以使用 CLUSTER FAILOVER 命令手动触发故障转移：

bash

# 连接到原主节点（现在是从节点）
redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p 7001

# 执行手动故障转移
192.168.1.101:7001> CLUSTER FAILOVER

Q4: 如何查看集群中每个节点的内存使用情况？

A4: 使用以下命令：

bash

# 查看所有节点的内存使用情况
for port in {7001..7006}; do \
  echo "Node 192.168.1.101:$port:"; \
  redis-cli -c -h 192.168.1.101 -p $port INFO memory | grep used_memory_human; \
done

Q5: 集群扩容后，如何重新分配哈希槽？

A5: 使用 redis-cli --cluster reshard 命令重新分配哈希槽：

bash

redis-cli --cluster reshard 192.168.1.101:7001

执行命令后，按照提示输入：

要迁移的哈希槽数量
接收哈希槽的目标节点 ID
输入 all 表示从所有其他主节点迁移哈希槽，或输入具体的节点 ID 表示从特定节点迁移
输入 done 完成配置

Q6: Redis Cluster 支持多少个节点？

A6: Redis Cluster 理论上支持最多 1000 个节点，但推荐的节点数量在 3-100 之间。节点数量过多会增加集群的复杂度和网络开销。

最佳实践

硬件规划：
- 主节点和从节点应部署在不同的物理机器上，避免单点故障
- 根据数据量和访问量规划节点数量和硬件配置
- 建议使用 SSD 存储，提高性能
配置优化：
- 设置合理的密码，确保集群安全
- 启用 AOF 持久化，提高数据安全性
- 调整 cluster-node-timeout 参数，根据实际情况设置
- 配置适当的内存淘汰策略
监控与告警：
- 监控集群状态、节点健康、内存使用、CPU 使用率等指标
- 设置告警阈值，及时发现并处理异常情况
- 推荐使用 Prometheus + Grafana 进行监控
备份与恢复：
- 定期备份集群数据
- 测试备份的恢复流程
- 考虑使用 Redis 内置的备份命令或第三方工具
版本升级：
- 定期升级 Redis 版本，获取新功能和安全修复
- 升级前进行充分测试
- 按照官方文档的升级步骤进行操作
客户端配置：
- 使用支持 Redis Cluster 的客户端库
- 配置合理的连接池参数
- 实现重试机制，处理节点故障和连接异常
容量规划：
- 根据业务增长规划集群容量
- 预留足够的资源，避免频繁扩容
- 考虑数据分片和水平扩展
安全设置：
- 限制集群的访问 IP
- 启用 SSL/TLS 加密通信
- 定期审计集群配置和权限

Redis Cluster 安装 ​

Redis Cluster 基本概念 ​

架构设计 ​

节点类型 ​

分片机制 ​

故障转移 ​

安装前准备 ​

系统要求 ​

软件依赖 ​

节点规划 ​

环境准备 ​

安装 Redis ​

下载 Redis ​

编译安装 ​

验证安装 ​

配置 Redis Cluster ​

创建配置文件 ​

启动节点 ​

验证节点启动 ​

创建 Redis Cluster ​

使用 redis-cli 创建集群 ​

确认集群创建 ​

验证集群创建 ​

集群测试 ​

基本功能测试 ​

故障转移测试 ​

集群管理 ​

添加节点 ​

添加主节点 ​

添加从节点 ​

删除节点 ​

查看集群状态 ​

常见问题（FAQ） ​

Q1: 创建集群时提示 "Node is not empty" 错误 ​

Q2: 集群节点无法通信 ​

Q3: 故障转移后，原主节点重新加入集群成为从节点，如何恢复为主节点？ ​

Q4: 如何查看集群中每个节点的内存使用情况？ ​

Q5: 集群扩容后，如何重新分配哈希槽？ ​

Q6: Redis Cluster 支持多少个节点？ ​

最佳实践 ​

Redis Cluster 安装

Redis Cluster 基本概念

架构设计

节点类型

分片机制

故障转移

安装前准备

系统要求

软件依赖

节点规划

环境准备

安装 Redis

下载 Redis

编译安装

验证安装

配置 Redis Cluster

创建配置文件

启动节点

验证节点启动

创建 Redis Cluster

使用 redis-cli 创建集群

确认集群创建

验证集群创建

集群测试

基本功能测试

故障转移测试

集群管理

添加节点

添加主节点

添加从节点

删除节点

查看集群状态

常见问题（FAQ）

Q1: 创建集群时提示 "Node is not empty" 错误

Q2: 集群节点无法通信

Q3: 故障转移后，原主节点重新加入集群成为从节点，如何恢复为主节点？

Q4: 如何查看集群中每个节点的内存使用情况？

Q5: 集群扩容后，如何重新分配哈希槽？

Q6: Redis Cluster 支持多少个节点？

最佳实践