Redis Cluster集群动态扩容的实现攻略

Redis是一种高性能的键值数据库，也是一个开源的、基于内存的数据结构服务，同时还支持多种数据结构。Redis集群能够提供高可用性、扩展性以及容错性。在Redis集群中，增加或减少节点都是需要进行动态调整的，下面就介绍如何实现Redis Cluster的动态扩容。

1. 构建Redis Cluster

首先，需要构建基于Redis的集群，可以参考Redis官方文档构建Redis Cluster。大概步骤如下：

配置文件中需要指定cluster-enabled参数为yes；
通过启动redis-trib.rb脚本进行Redis Cluster节点的初始化；
添加节点到集群中。

2. 动态扩容Redis Cluster

方案一：手动方式

Redis Cluster动态扩容有两种方式，一种是手动方式，另一种是自动方式。首先我们介绍手动方式。

手动扩容Redis Cluster，需要遵循以下步骤:

配置新的节点，确保新的节点的redis.conf里指定了与原Redis Cluster节点相同的端口号；
启动新的节点；
使用Redis-CLI向现有的Redis Cluster中添加新节点。

具体来说，添加新的节点需要遵循以下步骤：

使用Cluster集群中的某个节点的IP和端口作为参数，连接到集群中，比如执行命令redis-cli -c -h 10.0.0.1 -p 6379；
使用命令cluster meet <ip> <port>，将新的节点加入到集群中，比如cluster meet 10.0.0.2 6379，其中10.0.0.2是新节点的IP地址，6379是新节点的端口号；
使用命令cluster addslots <startslot> <endslot>，为新的节点指定插槽数。一般情况下，默认会把所有插槽分给已有的节点，这时用该命令把有些插槽转移到新节点。

方案二：自动方式

手动添加新节点比较繁琐，可以用脚本自动化添加，可以参考如下脚本：

#!/usr/bin/env bash

# New Node IP
node_ip=10.0.0.2

# New Node Port
node_port=6379

# Existing Cluster nodes, ':' separated
cluster_nodes="10.0.0.1:6379 10.0.0.3:6379 10.0.0.4:6379"

slots_each_node=$(echo "16384/$(echo $cluster_nodes | wc -w)" | bc)
slots_total=0
echo "SLOTS/EACH_NODE="$slots_each_node
for i in $cluster_nodes; do
  slots_total=$(echo "$slots_total+$slots_each_node" | bc)
  echo "Adding node to $i"
  creation_res=$(redis-cli -h $i cluster meet ${node_ip} ${node_port})
  echo "$creation_res"

  if [[ $creation_res == *"Node already added"* ]]; then
    echo "Node already added... moving to next."
    continue
  fi

  node_id=$(echo "$creation_res" | grep "^[0-9A-Fa-f]\{40\}$")
  echo "New node ID: ${node_id}"
  redis-cli -h $i cluster addslots $(seq $(($slots_total-$slots_each_node+1)) $(($slots_total))) > /dev/null
done

echo "New node added!"

上面脚本会自动化添加新节点，确保了新节点的端口与已存在的端口相同，可以根据需要修改相应的参数，例如IP和端口号。

3. 测试

添加完新节点后，为了确保新节点已经正常运行，并与集群同步，可以执行如下命令来检查：

redis-cli -h <new_node_ip> -p <new_node_port> cluster nodes

该命令会输出所有节点的状态，确保新节点已经与其他节点联通。

4. 示例

以下是两个示例，演示如何手动和自动添加新的节点。

示例一：手动添加

假设现在已有一个集群，有3个master和3个slave总共6个节点。

添加新节点

在节点192.168.0.5上下载并解压Redis；

下载Redis配置文件，修改6379端口为7001，其他保持不变；

启动新的节点：redis-server /usr/local/redis/redis.conf

使用redis-cli -h ${任意一节点ip} -p ${任意一节点port} cluster meet 192.168.0.5 7001命令加入已有的集群。

使用redis-cli -h ${任意一节点ip} -p ${任意一节点port} cluster addslots [start_slot] [end_slot]命令为新节点分配槽位，具体start_slot和end_slot值需要根据已有节点的负载情况来确定。

检查新节点状态

使用redis-cli -h 192.168.0.5 -p 7001 cluster nodes查看所有节点状态，确保新节点状态正常。

示例二：自动添加

上述示例中的所有操作也可以通过脚本实现，比如下面脚本：

#!/usr/bin/env bash
# 获取 master 节点IP和端口，存入 masters 列表
masters=`redis-cli -h ${OLD_REDIS_HOST} -p ${OLD_REDIS_PORT} --cluster nodes | grep 'master' | cut -d' ' -f2`
masters_old=`redis-cli -h ${OLD_REDIS_HOST} -p ${OLD_REDIS_PORT} --cluster nodes | grep 'master'`
# 计算出每个节点应分配的槽位数量
num_nodes=`echo $masters | wc -w`
num_slots=16384
slots=$((num_slots / num_nodes))
slots_remainder=$((num_slots % num_nodes))
# 生成变量，存储新节点的IP和端口
node_ip=${NEW_REDIS_HOST}
node_port=${NEW_REDIS_PORT}
# 修改新节点配置，准备启动
wget -O /tmp/default.conf https://hellogary.github.io/redis-cluster/
sed -i -e "s/7777/${node_port}/${g;s/192.168.1.123/${node_ip}/g" /tmp/default.conf
# 启动新节点
/usr/local/redis-5.0.5/bin/redis-server /tmp/default.conf
# 等待新节点正常运行
sleep 10
# 将新节点加入到集群中，为其分配槽位，命令中的 masters_old 和 slots 分别是之前获取的节点信息和槽位数量
echo "yes" | redis-cli -h ${NEW_REDIS_HOST} -p ${NEW_REDIS_PORT} --cluster create ${masters_old} ${node_ip}:${node_port} --cluster-replicas 1 --cluster-slots ${slots} 
exit 0

该脚本将会自动分配槽位，以及自动加入新节点，非常方便。

本文链接：http://task.lmcjl.com/news/16271.html

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