redis之路(六):Redis集羣概述

Redis Cluster與Redis3.0.0同時發佈,以此結束了Redis無官方集羣方案的時代。

redis cluster是去中心化,去中間件的,也就是說,集羣中的每個節點都是平等的關係,都是對等的,每個節點都保存各自的數據和整個集羣的狀態。每個節點都和其他所有節點連接,而且這些連接保持活躍,這樣就保證了我們只需要連接集羣中的任意一個節點,就可以獲取到其他節點的數據。

那麼redis 是如何合理分配這些節點和數據的呢?

Redis 集羣沒有並使用傳統的一致性哈希來分配數據,而是採用另外一種叫做哈希槽 (hash slot)的方式來分配的。redis cluster 默認分配了 16384 個slot,當我們set一個key 時,會用CRC16算法來取模得到所屬的slot,然後將這個key 分到哈希槽區間的節點上,具體算法就是:CRC16(key) % 16384。

注意的是:必須要3個以上的主節點,否則在創建集羣時會失敗,我們在後續會實踐到。

所以,我們假設現在有3個節點已經組成了集羣,分別是:A, B, C 三個節點,它們可以是一臺機器上的三個端口,也可以是三臺不同的服務器。那麼,採用哈希槽 (hash slot)的方式來分配16384個slot 的話,它們三個節點分別承擔的slot 區間是:

節點A覆蓋0-5460;

節點B覆蓋5461-10922;

節點C覆蓋10923-16383.

那麼,現在我想設置一個key ,比如叫my_name:

set my_name wind

按照redis cluster的哈希槽算法:CRC16(‘my_name’)%16384 = 2412。 那麼就會把這個key 的存儲分配到 A 上了。

同樣,當我連接(A,B,C)任何一個節點想獲取my_name這個key時,也會這樣的算法,然後內部跳轉到B節點上獲取數據。

這種哈希槽的分配方式有好也有壞,好處就是很清晰,比如我想新增一個節點D,redis cluster的這種做法是從各個節點的前面各拿取一部分slot到D上,我會在接下來的實踐中實驗。大致就會變成這樣:

節點A覆蓋1365-5460

節點B覆蓋6827-10922

節點C覆蓋12288-16383

節點D覆蓋0-1364,5461-6826,10923-12287

同樣刪除一個節點也是類似,移動完成後就可以刪除這個節點了。

Redis Cluster主從模式

redis cluster 爲了保證數據的高可用性,加入了主從模式,一個主節點對應一個或多個從節點,主節點提供數據存取,從節點則是從主節點拉取數據備份,當這個主節點掛掉後,就會有這個從節點選取一個來充當主節點,從而保證集羣不會掛掉。

上面那個例子裏, 集羣有ABC三個主節點, 如果這3個節點都沒有加入從節點,如果B掛掉了,我們就無法訪問整個集羣了。A和C的slot也無法訪問。

所以我們在集羣建立的時候,一定要爲每個主節點都添加了從節點, 比如像這樣, 集羣包含主節點A、B、C, 以及從節點A1、B1、C1, 那麼即使B掛掉系統也可以繼續正確工作。

B1節點替代了B節點,所以Redis集羣將會選擇B1節點作爲新的主節點,集羣將會繼續正確地提供服務。 當B重新開啓後,它就會變成B1的從節點。

不過需要注意,如果節點B和B1同時掛了,Redis集羣就無法繼續正確地提供服務了。

集羣的時候,我們可以單機集羣也可以多機集羣,後面我們分別實驗;

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