Redis 集群管理 - 初始化、添加节点、检查健康和重新分片

介绍

在这个实验中，你将学习如何管理 Redis 集群。这个实验侧重于基本的集群管理任务，包括初始化集群、添加节点、检查集群健康状况以及重新分片（resharding）槽（slot）。

我们将首先使用 redis-cli --cluster 命令初始化 Redis 集群，该命令可以自动完成初始配置。然后，你将学习如何使用 CLUSTER MEET 添加新节点。接下来，你将使用 CLUSTER INFO 检查集群的健康状况。最后，你将使用 CLUSTER SETSLOT 在节点之间重新分片槽，以平衡集群。

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL redis(("Redis")) -.-> redis/RedisGroup(["Redis"]) redis/RedisGroup -.-> redis/setup_redis("Install Redis") redis/RedisGroup -.-> redis/launch_server("Start Redis Server") redis/RedisGroup -.-> redis/access_cli("Connect Using CLI") subgraph Lab Skills redis/setup_redis -.-> lab-552095{{"Redis 集群管理"}} redis/launch_server -.-> lab-552095{{"Redis 集群管理"}} redis/access_cli -.-> lab-552095{{"Redis 集群管理"}} end

初始化 Redis 集群

在这一步中，你将使用 redis-cli --cluster create 命令初始化 Redis 集群。此命令简化了设置功能性 Redis 集群的过程。

什么是 Redis 集群？

Redis 集群是一种分布式设置，可以自动将数据分配到多个 Redis 节点上。这使你可以水平扩展 Redis 部署，并管理比单个 Redis 实例可以处理的更大的数据集。

为什么使用 redis-cli --cluster create？

redis-cli --cluster create 命令提供了一种直接的方式来创建、管理 Redis 集群并与之交互。它可以自动完成初始配置和节点发现，从而简化了集群的创建。

步骤：

启动 Redis 实例：

首先，你需要配置并启动多个 Redis 实例。在这个实验中，我们将使用 6 个实例，它们运行在 7000 到 7005 端口上。每个实例都需要配置 cluster-enabled yes。

为此，你可以使用以下命令来创建配置文件并启动 Redis 实例。请注意，这些命令仅用于演示目的。设置脚本已经为你配置并启动了这些实例。

REDIS_CONF="/etc/redis/redis.conf"
for port in 7000 7001 7002 7003 7004 7005; do
  CONF_FILE="/etc/redis/redis-${port}.conf"
  sudo cp "$REDIS_CONF" "$CONF_FILE"
  sudo sed -i "s/^port 6379/port ${port}/g" "$CONF_FILE"
  sudo sed -i "s/^#cluster-enabled yes/cluster-enabled yes/g" "$CONF_FILE"
  sudo sed -i "s/^#cluster-config-file nodes.conf/cluster-config-file nodes-${port}.conf/g" "$CONF_FILE"
  sudo sed -i "s/^#cluster-node-timeout 15000/cluster-node-timeout 15000/g" "$CONF_FILE"
  sudo sed -i "s/^#appendonly no/appendonly yes/g" "$CONF_FILE"
  sudo redis-server "$CONF_FILE" &
done
sleep 5

创建集群：

现在，使用 redis-cli --cluster create 命令来创建集群。此命令需要初始节点的 IP 地址和端口。

打开你的终端并执行以下命令：
```
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1
```
- redis-cli --cluster create：启动集群创建过程。
- 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 ... 127.0.0.1:7005：Redis 实例的地址和端口。
- --cluster-replicas 1：指定每个主节点应具有 1 个副本（replica）。

确认集群创建：

redis-cli 工具将要求你确认集群创建。键入 yes 并按 Enter 键。

>>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
>>> Master[0] -> Slots 0 - 5460
>>> Master[1] -> Slots 5461 - 10922
>>> Master[2] -> Slots 10923 - 16383
>>> Adding replica node to Master[0]
>>> Adding replica node to Master[1]
>>> Adding replica node to Master[2]
>>> M: 49a4928719291928192819281928192819281928 127.0.0.1:7000
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
>>> M: 9281928192819281928192819281928192819281 127.0.0.1:7001
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
>>> M: 19281928192819281928192819281928192819281 127.0.0.1:7002
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
>>> S: 81928192819281928192819281928192819281928 127.0.0.1:7003
   replicates 49a4928719291928192819281928192819281928
>>> S: 28192819281928192819281928192819281928192 127.0.0.1:7004
   replicates 9281928192819281928192819281928192819281
>>> S: 928192819281928192819281928192819281928192 127.0.0.1:7005
   replicates 19281928192819281928192819281928192819281
>>> Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
>>> Slots 0-5460 assigned to node 49a4928719291928192819281928192819281928
>>> Slots 5461-10922 assigned to node 9281928192819281928192819281928192819281
>>> Slots 10923-16383 assigned to node 19281928192819281928192819281928192819281
>>> Adding replica 81928192819281928192819281928192819281928 to 49a4928719291928192819281928192819281928
>>> Adding replica 28192819281928192819281928192819281928192 to 9281928192819281928192819281928192819281
>>> Adding replica 928192819281928192819281928192819281928192 to 19281928192819281928192819281928192819281
>>> [OK] All nodes agree about the cluster configuration.
>>> >>> Check cluster info
>>> >>> Nodes
>>> M: 49a4928719291928192819281928192819281928 127.0.0.1:7000
   slots:[0-5460] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
>>> M: 9281928192819281928192819281928192819281 127.0.0.1:7001
   slots:[5461-10922] (5462 slots) master
   1 additional replica(s)
>>> M: 19281928192819281928192819281928192819281 127.0.0.1:7002
   slots:[10923-16383] (5461 slots) master
   1 additional replica(s)
>>> S: 81928192819281928192819281928192819281928 127.0.0.1:7003
   replicates 49a4928719291928192819281928192819281928
>>> S: 28192819281928192819281928192819281928192 127.0.0.1:7004
   replicates 9281928192819281928192819281928192819281
>>> S: 928192819281928192819281928192819281928192 127.0.0.1:7005
   replicates 19281928192819281928192819281928192819281
>>> [OK] All nodes agree about the cluster configuration.
>>> All 16384 slots covered.

此输出显示了槽到每个主节点的分配以及副本的分配。

连接到集群：

使用 redis-cli 连接到 Redis 集群。这使你可以针对集群执行命令。
```
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7000
```
退出 redis-cli：

退出 redis-cli 会话以确保该命令已记录。
```
exit
```

你现在已经成功初始化了一个 Redis 集群。在接下来的步骤中，我们将探讨如何添加节点、检查集群健康状况以及重新分片槽。

向集群添加新节点

在这一步中，你将学习如何使用 CLUSTER MEET 命令向现有 Redis 集群添加新节点。此命令对于扩展集群的容量和确保高可用性至关重要。

理解 CLUSTER MEET

CLUSTER MEET 命令将新的 Redis 节点引入集群。当一个节点收到此命令时，它会尝试连接到指定的节点，并启动握手过程以成为集群的一部分。

前提条件：

按照上一步所述初始化的 Redis 集群。
一个新的 Redis 实例正在运行，并且已配置为集群的一部分，但尚未连接。对于这个实验，我们假设你有一个新的实例运行在 7006 端口上。该实例应该使用 cluster-enabled yes 配置选项启动。设置脚本已经为你配置并启动了这个实例。

步骤：

连接到现有节点：

使用 redis-cli 连接到集群中的一个现有节点。连接到哪个节点并不重要，因为 CLUSTER MEET 命令会将信息传播到整个集群。
```
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7000
```
使用 CLUSTER MEET 命令：

现在你已经连接到集群中的一个节点，使用 CLUSTER MEET 命令来引入新节点（端口 7006）。
```
CLUSTER MEET 127.0.0.1 7006
```
- CLUSTER MEET：用于添加新节点的命令。
- 127.0.0.1：新节点的 IP 地址。
- 7006：新节点的端口号。
你应该看到以下输出：
```
OK
```
这表明该命令已成功发送。
退出 redis-cli：

退出 redis-cli 会话以确保该命令已记录。
```
exit
```

你已成功向 Redis 集群添加了一个新节点。在下一步中，我们将检查集群的健康状况。

检查集群健康状况

在这一步中，你将学习如何使用 CLUSTER INFO 命令检查 Redis 集群的健康状况和状态。此命令提供了对集群整体状态的宝贵见解。

理解 CLUSTER INFO

CLUSTER INFO 命令返回有关 Redis 集群的信息，这些信息可用于监视其健康状况和诊断问题。

前提条件：

按照之前的步骤初始化并添加了新节点的 Redis 集群。

步骤：

连接到集群节点：

使用 redis-cli 连接到集群中的任何节点。
```
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7000
```

执行 CLUSTER INFO 命令：

使用 CLUSTER INFO 命令检索集群信息。

CLUSTER INFO

你应该看到类似于以下内容的输出：

cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384
cluster_slots_ok:16384
cluster_slots_pfail:0
cluster_slots_fail:0
cluster_known_nodes:7
cluster_size:3
cluster_current_epoch:7
cluster_my_epoch:7
...

解释输出：

以下是一些关键指标的细分：
- cluster_state:ok：集群处于健康状态。
- cluster_slots_assigned:16384：分配给节点的槽（slot）数。
- cluster_slots_ok:16384：正常运行的槽数。
- cluster_slots_pfail:0：处于“可能失败（potentially failing）”状态的槽数。
- cluster_slots_fail:0：处于“失败（failing）”状态的槽数。
- cluster_known_nodes:7：当前节点知道的节点总数。
- cluster_size:3：集群中的主节点数。
退出 redis-cli：

退出 redis-cli 会话以确保该命令已记录。
```
exit
```

你已使用 CLUSTER INFO 命令成功检查了 Redis 集群的健康状况。

将槽（Slot）重新分片到新节点

在这一步中，你将学习如何使用 redis-cli --cluster reshard 命令在 Redis 集群中重新分片槽。这对于均匀分配数据非常重要，尤其是在添加新节点之后。

理解 Redis 槽和重新分片（Resharding）

Redis 集群将键空间划分为 16384 个槽。每个主节点负责这些槽的子集。当你添加一个新节点时，它最初不拥有任何槽。重新分片将槽从现有节点移动到新节点，从而平衡数据和工作负载。

步骤：

使用 redis-cli --cluster 连接到集群：

要执行重新分片操作，你将使用 redis-cli --cluster reshard 命令。此命令提供了一种交互式方式来在集群中重新分配槽。

打开你的终端并执行以下命令：
```
redis-cli --cluster reshard 127.0.0.1:7000
```
此命令通过 127.0.0.1:7000 上的节点连接到 Redis 集群，并启动重新分片过程。
指定要移动的槽数：

redis-cli 工具将提示你输入要移动的槽数。对于此示例，让我们将 101 个槽移动到新节点。
```
How many slots do you want to move? (default: all)
```
输入 101 并按 Enter 键。
输入目标节点 ID：

接下来，该工具将要求你输入目标节点的节点 ID，即你在上一步中添加的新节点（端口 7006）。要查找节点 ID，你可以使用前面步骤中显示的 CLUSTER NODES 命令，也可以使用以下命令直接获取节点 ID：
```
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 7006 cluster nodes | grep myself | awk '{print $1}'
```
从输出中复制节点 ID。redis-cli 工具将提示你：
```
What is the receiving node ID?
```
粘贴节点 ID 并按 Enter 键。
指定源节点：

该工具将要求你指定从中获取槽的源节点。你可以输入 all 以从所有现有主节点重新分配槽。
```
Please enter all the source node IDs.
  Type 'all' to use all the nodes as source nodes for the hash slots.
  Type 'done' to stop entering IDs.
```
输入 all 并按 Enter 键。
确认重新分片计划：

redis-cli 工具将显示重新分片计划，并要求你确认。
```
Do you want to proceed with the reshard plan? (type 'yes' to accept):
```
输入 yes 并按 Enter 键以启动重新分片过程。
等待重新分片完成：

redis-cli 工具现在会将槽从源节点移动到目标节点。此过程可能需要一些时间，具体取决于集群中的数据量。你将看到在移动槽时的进度消息。
退出 redis-cli：

重新分片完成后，退出 redis-cli 会话。
```
exit
```

你现在已使用 redis-cli --cluster reshard 命令成功地在 Redis 集群中重新分片了槽。这确保了数据在整个集群中（包括新节点）更加均匀地分布。

总结

在这个实验中，你学习了如何管理 Redis 集群。你首先使用 redis-cli --cluster create 初始化了一个集群，然后使用 CLUSTER MEET 添加了一个新节点。你使用 CLUSTER INFO 检查了集群的健康状况，最后使用 redis-cli --cluster reshard 重新分片了槽，以平衡集群。这些是管理 Redis 集群并确保其可伸缩性和高可用性的基本任务。