Redis3.0以后的版本虽然有了集群功能，提供了比之前版本的哨兵模式更高的性能与可用性，但是集群的水平扩展却比较麻烦，今天就来带大家看看redis高可用集群如何做水平扩展，原始集群(见下图)由6个节点组成，6个节点分布在三台机器上，采用三主三从的模式

1、启动集群

启动整个集群
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8001/redis.conf
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8002/redis.conf
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8003/redis.conf
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8004/redis.conf
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8005/redis.conf
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8006/redis.conf
# 客户端连接8001端口的redis实例
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli -a zhuge -c -h192.168.0.61 -p 8001
# 查看集群状态
192.168.0.61:8001> cluster nodes

从上图可以看出，整个集群运行正常，三个master节点和三个slave节点，8001端口的实例节点存储0-5460这些hash槽，8002端口的实例节点存储5461-10922这些hash槽，8003端口的实例节点存储10923-16383这些hash槽，这三个master节点存储的所有hash槽组成redis集群的存储槽位，slave点是每个主节点的备份从节点，不显示存储槽位

2、集群操作

我们在原始集群基础上再增加一主(8007)一从(8008)，增加节点后的集群参见下图，新增节点用虚线框表示

l增加redis实例
# 在/usr/local/redis-cluster下创建8007和8008文件夹，并拷贝8001文件夹下的redis.conf文件到8007和8008这两个文件夹下
mkdir 8007
mkdir 8008
cd 8001
cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/8007/
cp redis.conf /usr/local/redis-cluster/8008/
# 修改8007文件夹下的redis.conf配置文件
vim /usr/local/redis-cluster/8007/redis.conf
# 修改如下内容：
port:8007
dir /usr/local/redis-cluster/8007/
cluster-config-file nodes-8007.conf
# 修改8008文件夹下的redis.conf配置文件
vim /usr/local/redis-cluster/8008/redis.conf
修改内容如下：
port:8008
dir /usr/local/redis-cluster/8008/
cluster-config-file nodes8008.conf
# 启动8007和8008俩个服务并查看服务状态
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8007/redis.conf
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-server/usr/local/redis-cluster/8008/redis.conf
ps -el | grep redis

l 查看redis集群的命令帮助
cd /usr/local/redis-5.0.2
src/redis-cli —cluster help

1.create：创建一个集群环境host1:port1 … hostN:portN
2.call：可以执行redis命令
3.add-node：将一个节点添加到集群里，第一个参数为新节点的ip:port，第二个参数为集群中任意一个已经存在的节点的ip:port
4.del-node：移除一个节点
5.reshard：重新分片
6.check：检查集群状态

l配置8007为集群主节点
# 使用add-node命令新增一个主节点8007(master)，绿色为新增节点，红色为已知存在节点，看到日志最后有”[OK] New node added correctly”提示代表新节点加入成功
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli —cluster add-node 192.168.0.64:8007 192.168.0.61:8001

# 查看集群状态

注意：当添加节点成功以后，新增的节点不会有任何数据，因为它还没有分配任何的slot(hash槽)，我们需要为新节点手工分配hash槽

# 使用redis-cli命令为8007分配hash槽，找到集群中的任意一个主节点(红色位置表示集群中的任意一个主节点)，对其进行重新分片工作。
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli —cluster reshard 192.168.0.61:8001
输出如下：
… …
How manyslots do you want to move (from 1 to 16384)? 600
(ps:需要多少个槽移动到新的节点上，自己设置，比如600个hash槽)
What is thereceiving node ID? eb57a5700ee6f9ff099b3ce0d03b1a50ff247c3c
(ps:把这600个hash槽移动到哪个节点上去，需要指定节点id)
Please enterall the source node IDs.
Type’all’ to use all the nodes as source nodes for the hash slots.
Type’done’ once you entered all the source nodes IDs.
Source node1:all
(ps:输入all为从所有主节点(8001,8002,8003)中分别抽取相应的槽数指定到新节点中，抽取的总槽数为600个)
……
Do you wantto proceed with the proposed reshard plan (yes/no)? yes
(ps:输入yes确认开始执行分片任务)
… …

# 查看下最新的集群状态

如上图所示，现在我们的8007已经有hash槽了，也就是说可以在8007上进行读写数据啦！到此为止我们的8007已经加入到集群中，并且是主节点(Master)

l配置8008为8007的从节点
# 添加从节点8008到集群中去并查看集群状态
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli —cluster add-node192.168.0.64:8008 192.168.0.61:8001

如图所示，还是一个master节点，没有被分配任何的hash槽。

# 我们需要执行replicate命令来指定当前节点(从节点)的主节点id为哪个,首先需要连接新加的8008节点的客户端，然后使用集群命令进行操作，把当前的8008(slave)节点指定到一个主节点下(这里使用之前创建的8007主节点，红色表示节点id)
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli -c -h 192.168.0.64-p 8008
192.168.0.61:8008> cluster replicate eb57a5700ee6f9ff099b3ce0d03b1a50ff247c3c
# 查看集群状态，8008节点已成功添加为8007节点的从节点


l 删除8008从节点
# 用del-node删除从节点8008，指定删除节点ip和端口，以及节点id(红色为8008节点id)
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli —cluster del-node192.168.0.64:8008 1805b6339d91b0e051f46845eebacb9bc43baefe
# 再次查看集群状态，如下图所示，8008这个slave节点已经移除，并且该节点的redis服务也已被停止


l删除8007主节点
最后，我们尝试删除之前加入的主节点8007，这个步骤相对比较麻烦一些，因为主节点的里面是有分配了hash槽的，所以我们这里必须先把8007里的hash槽放入到其他的可用主节点中去，然后再进行移除节点操作，不然会出现数据丢失问题(目前只能把master的数据迁移到一个节点上，暂时做不了平均分配功能)，执行命令如下：
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli —cluster reshard192.168.0.64:8007
输出如下：
……
How manyslots do you want to move (from 1 to 16384)? 600
What is thereceiving node ID? deedad3c34e8437baa6ff013fd3d1461a0c2e761
(ps:这里是需要把数据移动到哪？8001的主节点id)
Please enterall the source node IDs.
Type’all’ to use all the nodes as source nodes for the hash slots.
Type’done’ once you entered all the source nodes IDs.
Source node1:eb57a5700ee6f9ff099b3ce0d03b1a50ff247c3c
(ps:这里是需要数据源，也就是我们的8007节点id)
Source node2:done
(ps:这里直接输入done 开始生成迁移计划)
……
Do you wantto proceed with the proposed reshard plan (yes/no)? Yes
(ps:这里输入yes开始迁移)

至此，我们已经成功的把8007主节点的数据迁移到8001上去了，我们可以看一下现在的集群状态如下图，你会发现8007下面已经没有任何hash槽了，证明迁移成功！


# 最后我们直接使用del-node命令删除8007主节点即可（红色表示8007的节点id）。
/usr/local/redis-5.0.2/src/redis-cli —cluster del-node192.168.0.64:8007 eb57a5700ee6f9ff099b3ce0d03b1a50ff247c3c
# 查看集群状态，一切还原为最初始状态啦！大功告成！

Redis集群选举原理分析

当slave发现自己的master变为FAIL状态时，便尝试进行Failover，以期成为新的master。由于挂掉的master可能会有多个slave，从而存在多个slave竞争成为master节点的过程， 其过程如下：
1.slave发现自己的master变为FAIL
2.将自己记录的集群currentEpoch加1，并广播FAILOVER_AUTH_REQUEST 信息
3.其他节点收到该信息，只有master响应，判断请求者的合法性，并发送FAILOVER_AUTH_ACK，对每一个epoch只发送一次ack
4.尝试failover的slave收集FAILOVER_AUTH_ACK
5.超过半数后变成新Master
6.广播Pong通知其他集群节点。

从节点并不是在主节点一进入 FAIL 状态就马上尝试发起选举，而是有一定延迟，一定的延迟确保我们等待FAIL状态在集群中传播，slave如果立即尝试选举，其它masters或许尚未意识到FAIL状态，可能会拒绝投票
•延迟计算公式：
DELAY = 500ms + random(0 ~ 500ms) + SLAVE_RANK * 1000ms
•SLAVE_RANK表示此slave已经从master复制数据的总量的rank。Rank越小代表已复制的数据越新。这种方式下，持有最新数据的slave将会首先发起选举（理论上）。