redis-高可用-简述

Posted 2020-11-23 cavaliersyb

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了redis-高可用-简述相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

redis-主从复制是redis分布式的基础，redis的高可用离开了主从复制将无法进行
sentinel是redis高可用的一种解决方案
- 由一个或者多个sentinel实例组成的sentinel系统可以监视任意多个主服务器以及主服务器下属的从服务器
- 并且在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器下属的某个从服务器升级为新的主服务器
- 然后由新的主服务器代替已经下线的主服务器继续执行命令请求
- 图一是正常状态下的sentinel体系，sentinel系统监视所有主从节点
  - sentinel会向master建立两个异步网络连接：命令连接；_sentinel_:hello频道
  - sentinel每十秒一次通过命令连接获取主服务器以及从服务器信息
  - sentinel每两秒一次通过被监视服务器的_sentinel_:hello频道向其他sentinel宣告自己存在
  - sentinel之间只存在命令连接
- 图二是当sentinel发现master挂掉的情况，主从复制会中断
  - 主观下线：少数派sentinel认为master下线
  - 客观下线：大多数sentinel认为master下线
- 图三是sentinel开始执行容灾，会选择一个最优的slave节点升级为new-master节点设置新的主从关系，开始主从复制
  - sentinel会选举一个领头sentinel来对下线服务器之心个故障转移
  - 领头sentinel挑选一个最合理的slave(复制偏移量最大的节点)来晋升为new-master
  - 已下线的master的所有slave都连接new-master开始主从复制
- 图四是当old-master重启后会被作为新的slave节点挂在master下，执行主从同步复制

总结：

sentinel是在主从复制的基础上实现了对节点的监控和容灾，解决了主从复制模型中，无法自动容灾的问题

sentinel是运行在特殊模式下的redis服务器，使用与普通redis服务器不同的命令表

sentinel使用raft多数派选举算法来判定master下线，来执行选举，确保了不会出现脑裂的风险

sentinel最小数目三台，可以保证最基础的可用性容错性

redis-cluster

sentinel模型虽然提供了高可用的保障，但是在大数据高并发下，单个redis实例闲的捉襟见肘
首先在内存上，单个redis内存不宜过大，否则会导致rdb文件过大
- 导致主从同步复制时全量复制时间过长；在实例重启恢复时也会消耗很长的数据加载时间
其次在cpu利用率上，单个redis实例只能利用单个核心
- 在多核的背景下，浪费机器资源；并且单个核心完成海量数据存取压力也很大

综上所述，redis集群方案就显得很重要，集群可以将众多小内存redis实例整合起来，将分布在多台机器上的cpu核心运算能力聚集起来，完成海量数据存储和高并发读写操作

redis集群是通过分片(sharding)来进行数据共享，并且提供复制和故障转移功能

redis是去中心化的集群模型

集群节点cluster-node

node是组成集群的基本单位，就是一个运行在集群模式下的redis服务器，redis服务器会在启动时根据cluster-enabled配置选项是否为yes来决定是否开启集群模式
集群中节点在集群运行中会继续使用单机模式中的服务器组件：

- 节点会继续使用文件事件来处理命令请求和命令回复
- 节点会继续使用时间事件通过serverCron来处理周期任务；集群模式下serverCron函数会执行集群的clusterCron函数
- 节点依旧可以使用rdb或者aof持久化方式来实现redis数据持久化
- 节点依旧使用发布订阅模块来执行publish，subscribe命令
- 节点会继续使用复制模块进行节点的复制工作

集群分片-槽指派

redis集群通过分片的方式来保存数据库中的键值对：

集群的整个数据库被分为16384个槽(slot)
数据库中的每个key都属于这16384个槽中的一个
集群中每个节点都可以处理最少0个最多16384个槽（slot）
当数据库中的16384个槽都有节点处理-集群处于上线状态
当数据库中有任意一个槽没有得到节点处理-集群处于下线状态

槽定位：

cluster默认会对key值使用crc16算法进行hash得到一个整数值
然后用这个整数对16383进行取模得到具体槽位
cluster允许用户强制某个key挂在特定的槽位上
当客户端向节点发送数据库命令时，接受命令的节点会计算出命令要处理的数据库属于哪个槽，并且检查这个歌槽是否指派给了自己
- 如果key所在的槽正好指派到了当前节点，那么节点直接执行命令
- 如果key所在槽未指派给当前节点，节点会向客户端返回一个moved错误，指引客户端转向正确节点执行命令