redis集群

redis有三种集群方式主从复制哨兵模式和集群。

 

 

1.主从复制

 

主从复制原理

 

从服务器连接主服务器发送SYNC命令 

主服务器接收到SYNC命名后开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令 

主服务器BGSAVE执行完后向所有从服务器发送快照文件并在发送期间继续记录被执行的写命令 

从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据载入收到的快照 

主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令 

从服务器完成对快照的载入开始接收命令请求并执行来自主服务器缓冲区的写命令从服务器初始化完成

主服务器每执行一个写命令就会向从服务器发送相同的写命令从服务器接收并执行收到的写命令从服务器初始化完成后的操作

主从复制优缺点

 

优点

 

支持主从复制主机会自动将数据同步到从机可以进行读写分离

为了分载Master的读操作压力Slave服务器可以为客户端提供只读操作的服务写服务仍然必须由Master来完成

Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求这样可以有效的分载Master的同步压力。

Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间客户端仍然可以提交查询或修改请求。

Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间如果有客户端提交查询请求Redis则返回同步之前的数据

缺点

 

Redis不具备自动容错和恢复功能主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。

主机宕机宕机前有部分数据未能及时同步到从机切换IP后还会引入数据不一致的问题降低了系统的可用性。

Redis较难支持在线扩容在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

2.哨兵模式

 

当主服务器中断服务后可以将一个从服务器升级为主服务器以便继续提供服务但是这个过程需要人工手动来操作。 为此Redis 2.8中提供了哨兵工具来实现自动化的系统监控和故障恢复功能。

 

哨兵的作用就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个。

 

    1监控主服务器和从服务器是否正常运行。 

    2主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。

 

哨兵的工作方式

 

每个Sentinel哨兵进程以每秒钟一次的频率向整个集群中的Master主服务器Slave从服务器以及其他Sentinel哨兵进程发送一个 PING 命令。

如果一个实例instance距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值 则这个实例会被 Sentinel哨兵进程标记为主观下线SDOWN

如果一个Master主服务器被标记为主观下线SDOWN则正在监视这个Master主服务器的所有 Sentinel哨兵进程要以每秒一次的频率确认Master主服务器的确进入了主观下线状态

当有足够数量的 Sentinel哨兵进程大于等于配置文件指定的值在指定的时间范围内确认Master主服务器进入了主观下线状态SDOWN 则Master主服务器会被标记为客观下线ODOWN

在一般情况下 每个 Sentinel哨兵进程会以每 10 秒一次的频率向集群中的所有Master主服务器、Slave从服务器发送 INFO 命令。

当Master主服务器被 Sentinel哨兵进程标记为客观下线ODOWN时Sentinel哨兵进程向下线的 Master主服务器的所有 Slave从服务器发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次。

若没有足够数量的 Sentinel哨兵进程同意 Master主服务器下线 Master主服务器的客观下线状态就会被移除。若 Master主服务器重新向 Sentinel哨兵进程发送 PING 命令返回有效回复Master主服务器的主观下线状态就会被移除。

 哨兵模式的优缺点

 

优点

 

哨兵模式是基于主从模式的所有主从的优点哨兵模式都具有。

主从可以自动切换系统更健壮可用性更高。

缺点

 

Redis较难支持在线扩容在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

3.Redis-Cluster集群

 

redis的哨兵模式基本已经可以实现高可用读写分离 但是在这种模式下每台redis服务器都存储相同的数据很浪费内存所以在redis3.0上加入了cluster模式实现的redis的分布式存储也就是说每台redis节点上存储不同的内容。

 

 Redis-Cluster采用无中心结构,它的特点如下

 

所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。

 

节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。

 

客户端与redis节点直连,不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。

 

工作方式

 

在redis的每一个节点上都有这么两个东西一个是插槽slot它的的取值范围是0-16383。还有一个就是cluster可以理解为是一个集群管理的插件。当我们的存取的key到达的时候redis会根据crc16的算法得出一个结果然后把结果对 16384 求余数这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽通过这个值去找到对应的插槽所对应的节点然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作。

 

为了保证高可用redis-cluster集群引入了主从模式一个主节点对应一个或者多个从节点当主节点宕机的时候就会启用从节点。当其它主节点ping一个主节点A时如果半数以上的主节点与A通信超时那么认为主节点A宕机了。如果主节点A和它的从节点A1都宕机了那么该集群就无法再提供服务了。