Redis master/slave,sentinel,Cluster简单总结

Posted 2020-12-30 weiguo21

现在互联网项目中大量使用了redis，本文著主要分析下redis 单点，master/slave，sentinel模式、cluster的一些特点。

一、单节点模式

　　单节点实例还是比较简单的，平时做个测试，写个小程序如果需要用到缓存的话还是和方便的，现实生产环境中基本不会使用单节点模式。

二、主从模式（master/slaver）

 2.1从模式特点：

　　主从模式的特点以及自己的一些理解。

• 主从模式的一个作用是备份数据，这样当一个节点损坏（指不可恢复的硬件损坏）时，数据因为有备份，可以方便恢复。
• 另一个作用是负载均衡，所有客户端都访问一个节点肯定会影响Redis工作效率，有了主从以后，查询操作就可以通过查询从节点来完成。

1. 一个Master可以有多个Slaves
2. 默认配置下，master节点可以进行读和写，slave节点只能进行读操作，写操作被禁止
3. 不要修改配置让slave节点支持写操作，没有意义，原因一，写入的数据不会被同步到其他节点；原因二，当master节点修改同一条数据后，slave节点的数据会被覆盖掉
4. slave节点挂了不影响其他slave节点的读和master节点的读和写，重新启动后会将数据从master节点同步过来
5. master节点挂了以后，不影响slave节点的读，Redis将不再提供写服务，master节点启动后Redis将重新对外提供写服务。
6. master节点挂了以后，不会slave节点重新选一个master(主从模式的缺点）

2.1 主从节点的缺点

　　主从模式的缺点其实从上面的描述中可以得出：

• master节点挂了以后，redis就不能对外提供写服务了，因为剩下的slave不能成为master

　　这个缺点影响是很大的，尤其是对生产环境来，所以有了下面的sentinel模式。

三、sentinel模式

　　sentinel的中文含义是哨兵、守卫。也就是说既然主从模式中，当master节点挂了以后，slave节点不能主动选举一个master节点出来，那么我就安排一个或多个sentinel来做这件事，当sentinel发现master节点挂了以后，sentinel就会从slave中重新选举一个master。

　　对sentinel模式的理解：

       1.ntinel模式是建立在主从模式的基础上，如果只有一个Redis节点，sentinel就没有任何意义；
       2.当master节点挂了以后，sentinel会在slave中选择一个节点做为master，并修改它们的配置文件，其他slave的配置文件也会被修改，比如slaveof属性会指向新的master；
       3.当master节点重新启动后，它将不再是master而是做为slave接收新的master节点的同步数据
       4.sentinel因为也是一个进程有挂掉的可能，所以sentinel也会启动多个形成一个sentinel集群
       5.当主从模式配置密码时，sentinel也会同步将配置信息修改到配置文件中，不许要担心。
       6.一个sentinel或sentinel集群可以管理多个主从Redis。
       7.sentinel最好不要和Redis部署在同一台机器，不然Redis的服务器挂了以后，sentinel也挂了
       8.sentinel监控的Redis集群都会定义一个master名字，这个名字代表Redis集群的master Redis。

 　　当使用sentinel模式的时候，客户端就不要直接连接Redis，而是连接sentinel的ip和port，由sentinel来提供具体的可提供服务的Redis实现，这样当master节点挂掉以后，sentinel就会感知并将新的master节点提供给客户端

　　sentinel模式基本可以满足一般生产的需求，具备高可用性。但是当数据量过大时，主从或者或sentinel模式就不能满足需求了，这个时候需要对存储的数据进行分片，将数据存储到多个Redis实例中，就是下面要讲的。

四、cluster模式

       redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，Redis-Cluster采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。

　　cluster的出现是为了解决单机Redis容量有限的问题，将Redis的数据根据一定的规则分配到多台机器。

其结构特点：

1、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。
2、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。
3、客户端与redis节点直连,不需要中间proxy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。
4、redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上（不一定是平均分配）,cluster 负责维护node<->slot<->value。

5、Redis集群预分好16384个桶，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，根据 CRC16(key) mod 16384的值，决定将一个key放到哪个桶中。

　　这种模式适合数据量巨大的缓存要求，当数据量不是很大使用sentinel即可。

1、redis cluster节点分配

现在我们是三个主节点分别是：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.
获取数据：
如果存入一个值，按照redis cluster哈希槽的算法： CRC16(‘key‘)384 = 6782。 那么就会把这个key 的存储分配到 B 上了。同样，当我连接(A,B,C)任何一个节点想获取‘key‘这个key时，也会这样的算法，然后内部跳转到B节点上获取数据

新增一个主节点：
新增一个节点D，redis cluster的这种做法是从各个节点的前面各拿取一部分slot到D上，我会在接下来的实践中实验。大致就会变成这样：
节点A覆盖1365-5460
节点B覆盖6827-10922
节点C覆盖12288-16383
节点D覆盖0-1364,5461-6826,10923-12287
同样删除一个节点也是类似，移动完成后就可以删除这个节点了。

2、Redis Cluster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，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。

上面那个例子里, 集群有ABC三个主节点, 如果这3个节点都没有加入从节点，如果B挂掉了，我们就无法访问整个集群了。A和C的slot也无法访问。

所以我们在集群建立的时候，一定要为每个主节点都添加了从节点, 比如像这样, 集群包含主节点A、B、C, 以及从节点A1、B1、C1, 那么即使B挂掉系统也可以继续正确工作。

B1节点替代了B节点，所以Redis集群将会选择B1节点作为新的主节点，集群将会继续正确地提供服务。 当B重新开启后，它就会变成B1的从节点。

不过需要注意，如果节点B和B1同时挂了，Redis集群就无法继续正确地提供服务了。、

redis集群的搭建

集群中至少应该有奇数个节点，所以至少有三个节点，每个节点至少有一个备份节点，所以下面使用6节点（主节点、备份节点由redis-cluster集群确定）。