一、應用場景介紹
本文主要是介紹Redis集群在Linux環境下的安裝講解，聯網環境安裝較為簡單，這里只說脫機的Linux環境下是如何安裝的。因為大多數時候，公司的生產環境是在內網環境下，無外網，服務器處於脫機狀態。
二、安裝環境及工具
系統：CentOS7
工具：XShell5及Xftp5
安裝包：
Ruby-2.4.2
Rubygems-2.6.14
Redis-4.0.2(3.x版本才開始支持集群功能)
openssl-1.1.0f
三、安裝步驟
要搭建一個最簡單的Redis集群，我們至少需要6個節點：3個Master和3個Slave。那為什么需要3個Master呢？其實就是一個“鐵三角”的關系，當1個Master下線的時候，其他2個Master和對應的Salve立馬就能頂替上去，確保集群能夠正常使用，如果你之前了解Mongodb/Hadoop/Strom這些的話，你就很容易目標一般分布式的最低要求基數個數節點，這樣便於選舉（少數服從多數的原則）。本文當中，我們就偷下懶，在一台Linux虛擬機上搭建6個節點的Redis集群(實際真正生產環境，需要3台Linux服務器分布存放3個Master)
實際上，Redis集群的操作在后文你可以看到是通過Ruby腳本來完成的，因此我們需要安裝Ruby相關的RPM包，以及Redis和Ruby的接口包。
1、Ruby離線安裝
一、Ruby簡介
Ruby是一種純粹的面向對象編程語言。它由日本的松本行弘（まつもとゆきひろ/Yukihiro Matsumoto）創建於1993年。
您可以在 www.ruby-lang.org 的 Ruby 郵件列表上找到松本行弘（まつもとゆきひろ/Yukihiro Matsumoto）的名字。在 Ruby 社區，松本也被稱為馬茨（Matz）。Ruby 是"程序員的最佳朋友"。
Ruby 的特性與 Smalltalk、Perl 和 Python 類似。Perl、Python 和 Smalltalk 是腳本語言。Smalltalk 是一個真正的面向對象語言。Ruby，與 Smalltalk 一樣，是一個完美的面向對象語言。使用 Ruby 的語法比使用 Smalltalk 的語法要容易得多。
二、Ruby離線安裝
去官網下載：http://www.ruby-lang.org/en/downloads/ 最新的版本為2.4.2
在安裝之前，請確保你Root權限，將下載的Ruby安裝包上傳到服務器當中,使用Xftp可以很方便的將文件傳入到linux服務器上。
使用命令# tar -zxvf ruby-2.4.2.tar.gz解壓當前文件包，使用# cd ruby-2.4.2轉到當前目錄，
使用命令# ./configure --prefix=/usr/local/ruby --prefix是將ruby安裝到指定目錄，也可以自定義。出現如下界面代表已經配置完成了。
然后使用# make && make install 打包編譯，時間較長，稍等片刻，打包完成后輸入 #ruby –v如果出現ruby的版本號則代表安裝成功。如果出現如下的情況，則先跳過執行第三步。
三、配置Ruby環境變量
使用命令# which ruby
如果出現上圖所示則代表沒有配置環境變量。輸入命令# vim /etc/profile，然后按下I鍵進入編輯模式，在文件最后加上 export PATH=/usr/local/ruby/bin:$PATH
如果已存在PATH則在最后加入 :/usr/local/ruby/bin 。
保存退出就可以了(按ESC鍵，然后輸入：wq保存退出) 最后需要執行命令# source /etc/profile 才能立即生效,此時再使用# which ruby則會出現對應的信息。安裝成功！
2、離線安裝RubyGems
一、RubyGems簡介
RubyGems 是 Ruby 的一個包管理器，它提供一個分發 Ruby 程序和庫的標准格式，還提供一個管理程序包安裝的工具。
RubyGems 旨在方便地管理 gem 安裝的工具，以及用於分發 gem 的服務器。這類似於 Ubuntu 下的apt-get, Centos 的 yum，Python 的 pip。
RubyGems大約創建於2003年11月，從Ruby 1.9版起成為Ruby標准庫的一部分。
二、RubyGems離線安裝
首先下載安裝包：https://rubygems.org/pages/download。使用Xftp將對應壓縮包放入到/usr/local/src
解壓# tar -zxvf rubygems-2.6.14.tgz
進入對應目錄# cd rubygems-2.6.14
然后使用命令# ruby setup.rb 當出現Rubygems-2.6.14 installed時，表示已經成功安裝，
使用命令# gem update –system更新 RubyGems。
三、RubyGems環境變量配置
使用命令# which gem 查看環境變量是否存在。
如不存在則需配置環境變量，存在則不需要配置。
輸入命令# vim /etc/profile 如上面所說的配置Ruby的環境變量的操作一樣，將路徑寫入PATH中，保存即可。最后需要執行命令：source /etc/profile 才能立即生效。
3、安裝Redis
一、Redis簡介
redis是一個key-value存儲系統。和Memcached類似，它支持存儲的value類型相對更多，包括string(字符串)、list(鏈表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希類型）。這些數據類型都支持push/pop、add/remove及取交集並集和差集及更豐富的操作，而且這些操作都是原子性的。在此基礎上，redis支持各種不同方式的排序。與memcached一樣，為了保證效率，數據都是緩存在內存中。區別的是redis會周期性的把更新的數據寫入磁盤或者把修改操作寫入追加的記錄文件，並且在此基礎上實現了master-slave(主從)同步。
Redis 是一個高性能的key-value數據庫。 redis的出現，很大程度補償了memcached這類key/value存儲的不足，在部 分場合可以對關系數據庫起到很好的補充作用。它提供了Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript，Perl，Object-C，Python，Ruby，Erlang等客戶端，使用很方便。
Redis支持主從同步。數據可以從主服務器向任意數量的從服務器上同步，從服務器可以是關聯其他從服務器的主服務器。這使得Redis可執行單層樹復制。存盤可以有意無意的對數據進行寫操作。由於完全實現了發布/訂閱機制，使得從數據庫在任何地方同步樹時，可訂閱一個頻道並接收主服務器完整的消息發布記錄。同步對讀取操作的可擴展性和數據冗余很有幫助。
redis的官網地址，非常好記，是redis.io。（特意查了一下，域名后綴io屬於國家域名，是british Indian Ocean territory，即英屬印度洋領地）
目前，Vmware在資助着redis項目的開發和維護。
二、Redis離線安裝
1、到官網(https://redis.io/download)下載Redis，現在最新的版本為：4.0.2 ，將下載好的壓縮包使用Xftp上傳到服務器當中。
如圖所示，我是新建了一個Redis臨時目錄存放，偷懶我就用xftp5手動創建一個目錄存放（也可以寫命令創建文件夾 $ makdir redis）
使用#cd /usr/local/src/redis命令轉到壓縮包所在路徑，使用解壓命令# tar -zxvf redis-4.0.2.tar.gz。
進入解壓后的redis的目錄，
使用make命令進行安裝 #make && make install //make 這里如果不指定PREFIX，默認將安裝在/usr/local/bin下，保持默認就好。出現如下界面表示已經安裝成功了。
安裝完成后 在redis的解壓目錄中使用命令# redis-server redis.conf 即可啟動redis，因為我們需要配置集群版本的redis ，這里我們先使用Ctrl + C 退出redis。
三、配置Redis集群
剛剛上面講到如果只是想運行單機版的Redis(個人研究Redis可以安裝單機版)，上面的講解已經夠了，不過現實當中，我們往往是需要使用到集群功能的，進行容錯。
之前講到是我們需要6個節點的Redis作為集群，所以我們需要創建6個文件夾，分別存放6個節點的配置信息，6個節點需要對應6個端口號，比如7001~7006，這個端口號我們自行定義，我們通過xftp5可視化創建一下。也可以通過命令創建更加快捷，使用命令# mkdir redis700{1,2,3,4,5,6} 即可在當前目錄批量創建6個文件夾。
因為需要6個節點，所有我們需要配置各自的redis.conf配置文件。到我們Redis的安裝目錄usr/local/bin，將redis-cli、redis-server、redis.conf(沒有conf文件，可以從壓縮包里拷個出來，或者自己直接新建一個空的conf文件，后面再配置相關信息)，分別復制到剛剛創建的6個文件夾當中。可以使用Xftp進行復制。
也可以使用命令 # echo /usr/local/src/redis/redis700{1,2,3,4,5,6} | xargs -n 1 cp redis-cli redis-server 將server和client復制到對應的6個文件夾中， 然后再使用命令 # echo /usr/local/src/redis/redis700{1,2,3,4,5,6} | xargs -n 1 cp ../src/redis/redis-4.0.2/redis.conf 。
將conf文件復制到這6個文件夾中。
接下來，我們需要配置redis.conf文件，如果你是從壓縮包拷貝出來，你會發現特別多的備注，這些是都是官網的備注講解，你可以全部刪除，只配置你想配置的信息就行。我們主要配置相對應的端口信息和集群配置信息。
主要配置信息如下：
port 7001
#啟用守護進程
appendonly yes
#啟用集群
cluster-enabled yes
#關聯集群的配置文件
cluster-config-file "nodes.conf"
#超時時間
cluster-node-timeout 5000
#只要有結點宕機導致16384個槽沒全被覆蓋，整個集群就全部停止服務，所以一定要改為no
cluster-require-full-coverage no
#后台啟動
daemonize yes
logfile ""
bind 0.0.0.0
注意6個文件夾的端口號需要一一對應，6個文件都修改完成后，在每個對應文件夾中使用命令# redis-server redis.conf分別將這6個redis服務啟動起來。也可以使用腳本的形式批量進行操作。
這里我們可以新建一個腳本用於批量執行啟動任務，在redis目錄下使用命令# vim startall.sh 。輸入I進入編輯模式，輸入如下命令：
按下Esc然后:wq保存，執行./startall.sh 提示permission denied說明權限不足，執行命令# chmod 777 startall.sh修改權限獲取root用戶執行腳本。在使用命令# sh startall.sh 即可正常執行腳本，腳本執行情況如下：
通過命令netstat -tnulp | grep redis和ps aux | grep redis查看redis運行情況，可以看到端口7001、7002、7003、7004、7005、7006的redis都起來了。
四、安裝redis與ruby的接口包
現在還缺少redis和ruby的接口，使用gem 安裝，我們這個時候其實還需要安裝對應的Redis的Rbuy接口包。我們需要下載對應Redis的gem包安裝才行。Rubygems的官網其實提供了Redis的gem包，我們可以直接去下載https://rubygems.org/gems/redis/ 下載后上傳到服務器當中
因為需要zlib工具依賴，我們需要再安裝zlib才行，下載zlib，上傳解壓，安裝zlib官方網站：http://www.zlib.net ，最新版1.2.11，安裝我們就一筆帶過。
到Xftp上傳后的目錄
命令：# tar -xvzf zlib-1.2.11.tar.gz 進入解壓后的目錄#cd zlib-1.2.11
配置編譯安裝：
命令# ./configure --prefix=/usr/local/zlib
命令：# make && make install
完成后我們需要進入ruby解壓后的目錄，再使用命令 # cd ./ext/zlib進入ruby的zlib目錄，再使用命令# ruby extconf.rb --with-zlib-include=/usr/local/zlib/include/ --with-zlib-lib=/usr/local/zlib/lib //會生成一個Makefile文件。這個時候不要直接安裝，先需要將Makefile文件中的錯誤路徑修改一下。使用命令# vim Makefile 打開該文件，將文件中的
修改完成，然后保存:wq接着我們再 使用命令# make && make install ，
安裝完成。
最新版本接口包為redis-4.0.1.gem，使用Xftp上傳至服務器后使用命令# gem install redis-4.0.1.gem ，
如出現如下錯誤：
則先跳過該部分，先安裝OpenSSL。
安裝OpenSSL
因為Redis集群交互是需要OpenSSL ，所以需要先安裝OpenSSL，官網地址：https://www.openssl.org/source/ 上次壓縮包到服務器，解壓。如果之前已經安裝了則跳過該步驟。
命令# tar -xzvf openssl-1.1.0f.tar.gz
# cd openssl-1.1.0f
# ./config -fPIC --prefix=/usr/local/openssl enable-shared
# ./config -t
# make && make install
安裝完成。
安裝完成后回到Ruby的解壓目錄進入# cd /usr/local/src/ruby-2.4.2/ext/openssl/目錄，像安裝zlib一樣安裝openssl。
命令 # ruby extconf.rb --with-openssl-include=/usr/local/openssl/include/
--with-openssl-lib=/usr/local/openssl/lib //會生成一個Makefile文件
注意：/usr/local/openssl是我的openssl安裝目錄
同樣需要將Makefile中的$(top_srcdir)全部改成../.. （可以在Xftp中對該文件使用Notepad++進行打開，然后統一替換）
修改后保存，再執行# make && make install 這樣就可以成功了。
這時候再回到存放redis-4.0.1.gem的目錄，執行命令# gem install redis-4.0.1.gem 此時redis集群的配置就完成了。
五、啟動Redis集群
我們使用redis的集群是通過Ruby腳本完成的，在redis的解壓包下的src目錄下找到文件 redis-trib.rb
使用Xftp或者復制命令# cp redis-trib.rb ../../將文件放到放有6個節點的文件夾的同一級 ，使用命令# ./redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 127.0.0.1:7006 我們可以使用其默認配置
我們選擇yes，意思是服從這種主從分配方式，我們也可以通過配置文件自己指定slave。
到此可以看到redis集群已經啟動成功了。
六、Redis集群測試
進入7001端口的目錄，使用命令 # redis-cli -p 7001 –c
說明：-h+host –p+端口號 –c 是要連接集群，注意坑，不加會報錯
我們在7001的redis中存入一個值 set name tiger ,
這時我們發現他自動把個值轉存到7002的redis了。
然后使用 Ctrl + C退出客戶端，進入7003的目錄使用命令 # redis-cli -p 7003 –c 鏈接7003的redis，獲取值name，我們會發現redis會自動跳轉到存入該key的集群redis節點7002中。
七、redis-trib.rb腳本的使用
redis-trib.rb是redis官方推出的管理redis集群的工具，集成在redis的源碼src目錄下，是基於redis提供的集群命令封裝成簡單、便捷、實用的操作工具。redis-trib.rb是redis作者用ruby完成的。ruby是門非常靈活的語言，redis-trib.rb只用了1600行左右的代碼，就實現了強大的集群操作。
我們可以使用命令# ruby redis-trib.rb help 對redis-trib.rb進行了解
可以看到redis-trib.rb具有以下功能：
1、create：創建集群
2、check：檢查集群
3、info：查看集群信息
4、fix：修復集群
5、reshard：在線遷移slot
6、rebalance：平衡集群節點slot數量
7、add-node：將新節點加入集群
8、del-node：從集群中刪除節點
9、set-timeout：設置集群節點間心跳連接的超時時間
10、call：在集群全部節點上執行命令
11、import：將外部redis數據導入集群
1、create創建集群
create命令可選replicas參數，replicas表示需要有幾個slave。最簡單命令使用如下：
# ruby redis-trib.rb create 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003
有一個slave的創建命令如下：
# ruby redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003
127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 127.0.0.1:7006
2、check檢查集群
檢查集群狀態的命令，沒有其他參數，只需要選擇一個集群中的一個節點即可。執行命令以及結果如下：
# ruby redis-trib.rb check 127.0.0.1:7001
3、info查看集群信息
info命令用來查看集群的信息。info命令也是先執行load_cluster_info_from_node獲取完整的集群信息。然后顯示ClusterNode的info_string結果，示例如下：
# ruby redis-trib.rb info 127.0.0.1:7001
4、fix修復集群
fix命令的流程跟check的流程很像，顯示加載集群信息，然后在check_cluster方法內傳入fix為true的變量，會在集群檢查出現異常的時候執行修復流程。目前fix命令能修復兩種異常，一種是集群有處於遷移中的slot的節點，一種是slot未完全分配的異常。
fix_open_slot方法是修復集群有處於遷移中的slot的節點異常。fix_slots_coverage方法能修復slot未完全分配的異常。
命令：# ruby redis-trib.rb fix 127.0.0.1:7001
5、reshard在線遷移slot
reshard命令可以在線把集群的一些slot從集群原來slot負責節點遷移到新的節點，利用reshard可以完成集群的在線橫向擴容和縮容。
reshard的參數很多，下面來一一解釋一番：
reshard host:port
--from <arg>
--to <arg>
--slots <arg>
--yes
--timeout <arg>
--pipeline <arg>
host:port：這個是必傳參數，用來從一個節點獲取整個集群信息，相當於獲取集群信息的入口。
--from <arg>：需要從哪些源節點上遷移slot，可從多個源節點完成遷移，以逗號隔開，傳遞的是節點的node id，還可以直接傳遞--from all，這樣源節點就是集群的所有節點，不傳遞該參數的話，則會在遷移過程中提示用戶輸入。
--to <arg>：slot需要遷移的目的節點的node id，目的節點只能填寫一個，不傳遞該參數的話，則會在遷移過程中提示用戶輸入。
--slots <arg>：需要遷移的slot數量，不傳遞該參數的話，則會在遷移過程中提示用戶輸入。
--yes：設置該參數，可以在打印執行reshard計划的時候，提示用戶輸入yes確認后再執行reshard。
--timeout <arg>：設置migrate命令的超時時間。
--pipeline <arg>：定義cluster getkeysinslot命令一次取出的key數量，不傳的話使用默認值為10。
命令：# ruby redis-trib.rb reshard --from all --to
80b661ecca260c89e3d8ea9b98f77edaeef43dcd --slots 11 127.0.0.1:7001
6、rebalance平衡集群節點slot數量
rebalance命令可以根據用戶傳入的參數平衡集群節點的slot數量，rebalance功能非常強大，可以傳入的參數很多，以下是rebalance的參數列表和命令示例。
rebalance host:port
--weight <arg>
--auto-weights
--threshold <arg>
--use-empty-masters
--timeout <arg>
--simulate
--pipeline <arg>
命令# ruby redis-trib.rb rebalance --threshold 1 --weight b31e3a2e=5 --weight 60b8e3a1=5 --use-empty-masters --simulate 127.0.0.1:7001
下面也先一一解釋下每個參數的用法：
host:port：這個是必傳參數，用來從一個節點獲取整個集群信息，相當於獲取集群信息的入口。
--weight <arg>：節點的權重，格式為node_id=weight，如果需要為多個節點分配權重的話，需要添加多個--weight <arg>參數，即--weight b31e3a2e=5 --weight 60b8e3a1=5，node_id可為節點名稱的前綴，只要保證前綴位數能唯一區分該節點即可。沒有傳遞–weight的節點的權重默認為1。
--auto-weights：這個參數在rebalance流程中並未用到。
--threshold <arg>：只有節點需要遷移的slot閾值超過threshold，才會執行rebalance操作。
--use-empty-masters：rebalance是否考慮沒有節點的master，默認沒有分配slot節點的master是不參與rebalance的，設置--use-empty-masters可以讓沒有分配slot的節點參與rebalance。
--timeout <arg>：設置migrate命令的超時時間。
--simulate：設置該參數，可以模擬rebalance操作，提示用戶會遷移哪些slots，而不會真正執行遷移操作。
--pipeline <arg>：與reshar的pipeline參數一樣，定義cluster getkeysinslot命令一次取出的key數量，不傳的話使用默認值為10。
7、add-node將新節點加入集群
add-node命令可以將新節點加入集群，節點可以為master，也可以為某個master節點的slave。
add-node new_host:new_port existing_host:existing_port
--slave
--master-id <arg>
add-node有兩個可選參數：
--slave：設置該參數，則新節點以slave的角色加入集群
--master-id：這個參數需要設置了--slave才能生效，--master-id用來指定新節點的master節點。如果不設置該參數，則會隨機為節點選擇master節點。
可以看下add-node命令的執行示例：
命令#ruby redis-trib.rb add-node 127.0.0.1:7009 127.0.0.1:7001
8、del-node從集群中刪除節點
del-node可以把某個節點從集群中刪除。del-node只能刪除沒有分配slot的節點。刪除命令傳遞兩個參數：
host:port：從該節點獲取集群信息。
node_id：需要刪除的節點id。
del-node執行結果示例如下：
命令# ruby redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7001
d5f6d1d17426bd564a6e309f32d0f5b96962fe53
9、set-timeout設置集群節點間心跳連接的超時時間
set-timeout用來設置集群節點間心跳連接的超時時間，單位是毫秒，不得小於100毫秒，因為100毫秒對於心跳時間來說太短了。該命令修改是節點配置參數cluster-node-timeout，默認是15000毫秒。通過該命令，可以給每個節點設置超時時間，設置的方式使用config set命令動態設置，然后執行config rewrite命令將配置持久化保存到硬盤。以下是示例：
命令# ruby redis-trib.rb set-timeout 127.0.0.1:7001 30000
10、call在集群全部節點上執行命令
call命令可以用來在集群的全部節點執行相同的命令。call命令也是需要通過集群的一個節點地址，連上整個集群，然后在集群的每個節點執行該命令。
命令# ruby redis-trib.rb call 127.0.0.1:7001 get key
11、import將外部redis數據導入集群
import命令可以把外部的redis節點數據導入集群。導入的流程如下：
1、通過load_cluster_info_from_node方法轉載集群信息，check_cluster方法檢查集群是否健康。
2、連接外部redis節點，如果外部節點開啟了cluster_enabled，則提示錯誤。
3、通過scan命令遍歷外部節點，一次獲取1000條數據。
4、遍歷這些key，計算出key對應的slot。
5、執行migrate命令,源節點是外部節點,目的節點是集群slot對應的節點，如果設置了--copy參數，則傳遞copy參數，如果設置了--replace，則傳遞replace參數。
6、不停執行scan命令，直到遍歷完全部的key。
7、至此完成整個遷移流程
這中間如果出現異常，程序就會停止。沒使用--copy模式，則可以重新執行import命令，使用--copy的話，最好清空新的集群再導入一次。
import命令更適合離線的把外部redis數據導入，在線導入的話最好使用更專業的導入工具，以slave的方式連接redis節點去同步節點數據應該是更好的方式。
下面是一個例子
命令# ./redis-trib.rb import --from 10.0.10.1:6379 127.0.0.1:7001
上面的命令是把 10.0.10.1:6379上的數據導入到 127.0.0.1:7001這個節點所在的集群