一、Redis集群简介
Redis是一个开源、高性能、非关系型内存数据库，常用于高速读写的数据缓存、分布式会话、排行榜等领域。Redis多节点集群可以保证数据的高可用性，解决了单机Redis的容量限制，提高了系统的并发性能。
二、Redis集群搭建前准备工作
1. 集群拓扑规划
Redis集群至少需要三个节点，每个节点需要独立部署在不同的服务器上，以保证容错和高可用。当节点数量增加时，集群规模会扩大，从而提高Redis集群的吞吐量和可用性。
2. 安装Redis
在所有Redis节点上安装Redis，可以使用yum或源码安装Redis，这里以yum安装为例：
sudo yum install redis3. 修改Redis配置文件
Redis节点的配置文件redis.conf需要进行相关的修改，以下是主要的修改内容：
- 将bind注释掉，以允许Redis接受来自其他节点的连接；
- 将daemonize改为yes，以启动Redis后台运行；
- 将pidfile改为/var/run/redis.pid，以记录Redis进程ID；
- 将cluster-enabled改为yes，以开启Redis集群模式；
- 将cluster-config-file改为/var/lib/redis/nodes.conf，以记录Redis节点信息；
- 将appendonly改为no，以关闭Redis日志文件记录。
以下是修改后的redis.conf配置文件示例：
bind 127.0.0.1
#daemonize no
daemonize yes
#pidfile /var/run/redis.pid
pidfile /var/run/redis_6379.pid
port 6379
timeout 0
loglevel notice
logfile ""
# syslog-enabled no
# syslog-ident redis
# syslog-facility local0
databases 16
# save 900 1
# save 300 10
# save 60 10000
stop-writes-on-bgsave-error yes
rdbcompression yes
rdbchecksum yes
dbfilename dump.rdb
dir /var/lib/redis
# slaveof
# masterauth
# slave-serve-stale-data yes
# slave-read-only yes
# repl-diskless-sync no
# repl-diskless-sync-delay 5
# repl-disable-tcp-nodelay no
# slave-priority 100
# appendonly no
appendfsync everysec
no-appendfsync-on-rewrite no
auto-aof-rewrite-percentage 100
auto-aof-rewrite-min-size 64mb
lua-time-limit 5000
# slowlog-log-slower-than 10000
slowlog-max-len 128
# notify-keyspace-events ""
hash-max-ziplist-entries 512
hash-max-ziplist-value 64
list-max-ziplist-entries 512
list-max-ziplist-value 64
set-max-intset-entries 512
zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 64
# hll-sparse-max-bytes 3000
# activerehashing yes
# client-output-buffer-limit normal 0 0 0
# client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
# client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
cluster-enabled yes
cluster-config-file /var/lib/redis/nodes.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
三、Redis集群搭建步骤
1. 创建集群
在其中一台Redis节点上创建集群，使用redis-trib.rb工具，该工具在Redis源码包的/src下：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb create --replicas 1 ip1:port1 ip2:port2 ip3:port3 ip4:port4 ...
其中，--replicas表示每个主节点对应的从节点数量。
需要注意的是，在创建集群之前需要关闭所有节点的防火墙和SELinux。
2. 加入集群
在一个节点上加入已经创建好的Redis集群：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb add-node new_node_ip:new_node_port existing_node_ip:existing_node_port --slave
其中，--slave表示加入的是Redis从节点。
3. 删除节点
需要删除一个Redis节点时，可以使用以下命令：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb del-node node_ip:node_port
四、Redis集群故障处理
Redis集群在运行过程中可能会发生故障，以下列举几种常见的故障类型和处理方法：
1. 主节点挂掉
当一个主节点挂掉时，该主节点对应的所有从节点都将成为无用的备份节点，需要将一个从节点升级为新的主节点：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb call node_ip:node_port cluster failover
2. Redis IP地址变更
在Redis节点的IP地址变更后，需要重新配置Redis节点中的节点IP地址信息，可以使用以下命令进行修改：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb call node_ip:node_port cluster setslot migrating :
3. 节点故障恢复
当一个节点故障后，需要进行节点恢复，其中主节点会自动将故障节点的数据复制到一个新的从节点上，然后将该从节点升级为新的主节点，处理步骤如下：
1. 查找复制偏移量，可以使用以下命令：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb call node_ip:node_port cluster nodes
找到故障节点的复制偏移量信息，如 92343436 @ node2:6379。
2. 选择一个新的从节点：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb call node_ip:node_port cluster forget
3. 将新的从节点替换为故障节点：
cd /usr/share/redis/src
./redis-trib.rb call node_ip:node_port cluster add-node --slave new_node_ip:new_node_port existing_node_id
五、总结
Redis集群是一个高可用、高性能的分布式缓存系统，可以提升系统的并发性能和可用性。在实际应用中，需要根据业务需求合理规划Redis集群的节点数量和拓扑结构，同时也要进行好相关的故障处理工作，以保证Redis集群的正常运行。