Redis 集群架构

Redis 集群

是什么
Redis 集群是一种通过将多个 Redis 节点连接在一起以实现高可用性、数据分片和负载均衡的技术。它允许 Redis 在差别节点上同时提供服务，提高团体性能和可靠性。根据搭建的方式和集群的特点，Redis集群重要有三种模式：主从复制模式（Master-Slave）、哨兵模式（Sentinel）和 Cluste r模式
Redis集群的作用和优势

• 高可用性
  
• 负载均衡
  
• 容灾恢复
  
• 数据分片
  
• 易于拓展
  

Master-Slave（主从复制模式）

工作原理
它通过将一个 Redis 节点（主节点）的数据复制到一个或多个其他 Redis 节点（从节点）来实现数据的冗余和备份
主节点负责处理客户端的写操作，同时从节点会实时同步主节点的数据。客户端可以从从节点读取数据，实现读写分离，提高体系性能
实现
在 redis.conf 添加 以下配置

1. # 从节点设置端口号6380
2. port 6380
4. # replicaof 主节点IP 主节点端口
5. replicaof 127.0.0.1 6379

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或者直接在从节点 Redis 下令行实行

1. #replicaof 主节点地址 主节点端口
2. replicaof 127.0.0.1 6379

复制代码

优点

• 配置简朴，易于实现
  
• 实现数据冗余，提高数据可靠性
  
• 读写分离，提高体系性能
  

缺点

• 主节点故障时，需要手动切换到从节点，故障恢复时间较长
  
• 主节点负担所有的写操作，大概成为性能瓶颈
  
• 无法实现数据分片，受单节点内存限定
  

Redis Sentinel（哨兵模式）

解决的题目
高可用性解决方案，用于监控和管理Redis实例，确保体系的可用性和故障恢复能力
工作原理
主从复制，通过周期性检查Rrdis实力的状态来监控各个节点。当主节点不可用时，Sentinel会自动选取一个从节点提升为新的主机点，保障体系的可用性
实现

• 配置主从复制：起首按照主从复制模式的配置方法，单间一个主从复制集群
  
• 配置哨兵节点：在哨兵节点上创建一个新的哨兵配置文件（如：sentinel.conf），并添加如下配置：
  
  1. # sentinel节点端口号
  2. port 26379
  4. # sentinel monitor 被监控主节点名称 主节点IP 主节点端口 quorum
  5. sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
  7. # sentinel down-after-milliseconds 被监控主节点名称 毫秒数
  8. sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000
  10. # sentinel failover-timeout 被监控主节点名称 毫秒数
  11. sentinel failover-timeout mymaster 180000

  复制代码
• 启动哨兵节点：使用如下下令启动哨兵节点：
  
  1. redis> redis-sentinel /path/to/sentinel.conf

  复制代码
• 验证哨兵模式：手动停止主节点，观察哨兵节点是否自动选举出新的主节点，并通知其他从节点和客户端
  

特点

• 监控简朴：Sentinel的配置相对简朴，通过指定要监控的Redis实例即可启动监控
  
• 故障切换：当主节点发生故障时，Sentinel自动举行故障切换，将一个从节点提升为新的主节点
  
• 适用场景：得当小规模部署，对于中小型应用提供了简朴而有用的高可用性方案。可用于管理Redis Cluster集群中的节点，监控节点状态、配置变更和故障恢复等，它可以自动检测并处理节点的故障，并确保集群的稳固运行。
  

优点

• 自动故障转移，提高体系的高可用性
  
• 具有主从复制的所有优点，如数据冗余和读写分离
  

缺点

• 配置和管理相对复杂
  
• 依然无法实现数据分片，受单节点内存限定
  

Redis Cluster

解决的题目
分布式解决方案，旨在解决单个Redis实例的容量和性能瓶颈
工作原理
接纳了分布式架构，接纳哈希槽（Hash Slot）的概念，将数据分为16384个槽位。每个节点负责管理一部分槽位，并在集群中举行数据交互和协调。客户端根据Key通过哈希算法（使用CRC16算法盘算键的哈希值，然后对16384取模，得到槽位编号）来确定对应的槽位，然后负责该槽位的节点举行通信。实现高可用性和横向扩展。自动分片和节点故障切换是Cluster的两个关键特点。
实现

• 配置 Redis 节点：为每个节点创建 redis.conf 配置文件，并添加如下配置：
  1. # cluster节点端口号
  2. port 7001
  4. # 开启集群模式
  5. cluster-enabled yes
  7. # 节点超时时间
  8. cluster-node-timeout 15000

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像这样的配置，一共需要创建6个，我们做一个三主三从的集群:

1. 1. 启动 Redis 节点：使用如下命令启动6个节点：
2. redis> redis-server redis_7001.conf
4. 2. 创建 Redis Cluster：使用 Redis 命令行工具执行如下命令创建 Cluster：
5. redis> redis-cli --cluster create 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 --cluster-replicas 1
7. cluster-replicas 表示从节点的数量，1地表每个主节点都有1个从节点。

复制代码

• 创建 Redis Cluster：使用 Redis 下令行工具实行如下下令创建 Cluster：
  
• 验证 Cluster 模式：向 Cluster 发送请求，观察请求是否准确路由到相应的节点
  

特点

• 分布式架构：Redis Cluster将数据分布在多个节点上，实现了负载均衡和横向扩展
  
• 自动分片：Cluster支持自动分片，实现了数据在各个节点的均匀分布
  
• 故障切换：当节点发生故障时，Cluster能够通过自动重新分配哈希槽（Hash Slot）和选举新的主节点来实现快速的故障切换
  
• 适用场景：Redis Cluster 适用于大规模部署，能够处理更大量级的数据和请求。比如：高并发读写（大规模数据存储），容量扩展，高可用性
  

优点

• 数据分片，实现大规模数据存储
  
• 负载均衡，提高体系吸能
  
• 自动故障转移，提高高可用性
  

缺点

• 配置和管理较复杂
  
• 一些复杂的多键操作大概受到限定
  

总结

• 主从模式：适用于数据备份和读写分离场景，配置简朴，但在主节点故障时需要手动切换
  
• Sentinel（哨兵模式）：在主从复制的基础上实现自动故障转移，提高高可用性，适用于高可用性要求较高的场景
  
• Cluster模式：通过数据分片和负载均衡实现大规模数据存储和高性能，适用于大规模数据存储和高性能要求场景
  

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