Redis集群方案详解

Redis集群方案详解

 

一、主从复制Replication
redis支持主从复制的模式。
在主从复制模式下Redis节点分为两种角色：主节点(也称为master)和从节点(也称为slave)。这种模式集群是由一个主节点和多个从节点构成。
原则：Master会将数据同步到slave，而slave不会将数据同步到master。Slave启动时会连接master来同步数据。

这是一个典型的分布式读写分离模型。我们可以利用master来处理写操作，slave提供读操作。这样可以有效减少单个机器的并发访问数量。
要实现主从复制这种模式非常简单，主节点不用做任何修改，直接启动服务即可。从节点需要修改redis.conf配置文件，加入配置：slaveof <主节点ip地址> <主节点端口号>，例如master的ip地址为192.168.200.129，端口号为6379，那么slave只需要在redis.conf文件中配置slaveof 192.168.200.129 6379即可。
分别连接主节点和从节点，测试发现主节点的写操作，从节点立刻就能看到相同的数据。但是在从节点进行写操作，提示 READONLY You can't write against a read only slave 不能写数据到从节点。
现在我们就可以通过这种方式配置多个从节点进行读操作，主节点进行写操作，实现读写分离。
二、哨兵sentinel [ˈsentɪnl]
sentinel(哨兵)是用于监控redis集群中Master状态的工具，其本身也是一个独立运行的进程，是Redis 的高可用解决方案，sentinel哨兵模式已经被集成在redis2.4之后的版本中。
sentinel可以监视一个或者多个redis master服务，以及这些master服务的所有从服务；当某个master服务下线时，自动将该master下的某个从服务升级为master服务替代已下线的master服务继续处理请求，并且其余从节点开始从新的主节点复制数据。
在redis安装完成后，会有一个redis-sentinel的文件，这就是启动sentinel的脚本文件，同时还有一个sentinel.conf文件，这个是sentinel的配置文件。
sentinel工作模式：

注意：可能有些同学会有疑问，现在我们已经基于sentinel实现了高可用，但是如果sentinel挂了怎么办呢？其实sentinel本身也可以实现集群，也就是说sentinel也是高可用的。
故障转移如下图：

三、Redis内置集群cluster
Redis Cluster是Redis的内置集群，在Redis3.0推出的实现方案。在Redis3.0之前是没有这个内置集群的。Redis Cluster是无中心节点的集群架构，依靠Gossip协议协同自动化修复集群的状态。
Redis cluster在设计的时候，就考虑到了去中心化，去中间件，也就是说，集群中的每个节点都是平等的关系，都是对等的，每个节点都保存各自的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，而且这些连接保持活跃，这样就保证了我们只需要连接集群中的任意一个节点，就可以获取到其他节点的数据。
Redis cluster集群架构图如下：

哈希槽方式分配数据
需要注意的是，这种集群模式下集群中每个节点保存的数据并不是所有的数据，而只是一部分数据。那么数据是如何合理的分配到不同的节点上的呢？

Redis 集群是采用一种叫做哈希槽 (hash slot)的方式来分配数据的。redis cluster 默认分配了 16384 个slot，当我们set一个key 时，会用CRC16算法来取模得到所属的slot，然后将这个key 分到哈希槽区间的节点上，具体算法就是：CRC16(key) % 16384。
假设现在有3个节点已经组成了集群，分别是：A, B, C 三个节点，它们可以是一台机器上的三个端口，也可以是三台不同的服务器。那么，采用哈希槽 (hash slot)的方式来分配16384个slot 的话，它们三个节点分别承担的slot 区间是：

• 节点A覆盖0－5460
• 节点B覆盖5461－10922
• 节点C覆盖10923－16383
  那么，现在要设置一个key ,比如叫my_name:
  set my_name iceshi
  按照redis cluster的哈希槽算法：CRC16('my_name')%16384 = 2412。 那么就会把这个key 的存储分配到 节点A 上了。
  Redis cluster的主从模式
  redis cluster 为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会在这些从节点中选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。
  redis cluster加入了主从模式后的效果如下：
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