Redis7集群搭建与原理分析

一、集群搭建步骤

1. 环境准备

• 至少 6 个节点（3 主 + 3 从），建议分布式部署
• 所有节点安装 Redis 7（需支持集群模式）
• 开放节点间通信端口（默认 6379 + 集群总线端口 16379）

2. 节点配置 每个节点的 redis.conf 配置：

port 6379
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
daemonize yes

3. 启动所有节点

redis-server /path/to/redis.conf

4. 创建集群 使用 redis-cli 自动分配槽位：

redis-cli --cluster create \192.168.1.101:6379 \192.168.1.102:6379 \192.168.1.103:6379 \192.168.1.104:6379 \192.168.1.105:6379 \192.168.1.106:6379 \--cluster-replicas 1

参数说明：--cluster-replicas 1 表示每个主节点配 1 个从节点

5. 验证集群状态

redis-cli --cluster check 192.168.1.101:6379

输出应包含主从关系和槽位分配信息。

二、核心原理分析

1. 数据分片机制

• 将数据划分为 16384 个槽位（Slot）
• Key 通过哈希算法定位槽位
• 每个主节点负责部分槽位（如 Node1 负责 0-5500 槽）

2. 请求路由过程

graph LR
A[客户端] --> B{Key 计算 slot}
B -->|slot 属于当前节点| C[直接处理]
B -->|slot 不属于当前节点| D[返回 MOVED 重定向]
D --> E[客户端重连至正确节点]

3. 高可用实现

• 主从复制：每个主节点有 1-N 个从节点，数据异步复制
• 故障转移：
  1. 节点间通过 Gossip 协议检测故障
  2. 从节点发起选举（Raft 算法）
  3. 新主节点接管槽位并广播更新

4. 集群总线

• 专用 TCP 端口（主端口 + 10000）用于：
  • 节点间心跳检测
  • 配置信息传播
  • 故障转移协商

三、关键注意事项

1. 槽位覆盖：必须保证所有 16384 个槽位被分配，否则集群不可用
2. 跨槽操作：不支持多 Key 跨槽事务（需用 Hash Tag 绑定相同 slot）

   # 使用 {} 强制相同 slot
   SET user:{1000}.name "Alice"
   SET user:{1000}.age 30
   

3. 扩容流程：
   • 添加新节点：redis-cli --cluster add-node new_ip:port exist_ip:port
   • 迁移槽位：redis-cli --cluster reshard exist_ip:port

性能建议：集群节点数不超过 1000，单个分片数据量控制在 20GB 以内

通过上述架构，Redis 集群实现了线性扩展（每增加节点提升约 100K QPS）和故障自动恢复能力，适用于高并发分布式场景。