玩轉Redis三種集羣方式

redis有三種集羣方式:主從複製,哨兵模式和集羣。

1.主從複製

主從複製原理:

  • 從服務器連接主服務器,發送SYNC命令; 
  • 主服務器接收到SYNC命名後,開始執行BGSAVE命令生成RDB文件並使用緩衝區記錄此後執行的所有寫命令; 
  • 主服務器BGSAVE執行完後,向所有從服務器發送快照文件,並在發送期間繼續記錄被執行的寫命令; 
  • 從服務器收到快照文件後丟棄所有舊數據,載入收到的快照; 
  • 主服務器快照發送完畢後開始向從服務器發送緩衝區中的寫命令; 
  • 從服務器完成對快照的載入,開始接收命令請求,並執行來自主服務器緩衝區的寫命令;(從服務器初始化完成
  • 主服務器每執行一個寫命令就會向從服務器發送相同的寫命令,從服務器接收並執行收到的寫命令(從服務器初始化完成後的操作

主從複製優缺點:

優點:

  • 支持主從複製,主機會自動將數據同步到從機,可以進行讀寫分離
  • 爲了分載Master的讀操作壓力,Slave服務器可以爲客戶端提供只讀操作的服務,寫服務仍然必須由Master來完成
  • Slave同樣可以接受其它Slaves的連接和同步請求,這樣可以有效的分載Master的同步壓力。
  • Master Server是以非阻塞的方式爲Slaves提供服務。所以在Master-Slave同步期間,客戶端仍然可以提交查詢或修改請求。
  • Slave Server同樣是以非阻塞的方式完成數據同步。在同步期間,如果有客戶端提交查詢請求,Redis則返回同步之前的數據

缺點:

  • Redis不具備自動容錯和恢復功能,主機從機的宕機都會導致前端部分讀寫請求失敗,需要等待機器重啓或者手動切換前端的IP才能恢復。
  • 主機宕機,宕機前有部分數據未能及時同步到從機,切換IP後還會引入數據不一致的問題,降低了系統的可用性。
  • Redis較難支持在線擴容,在集羣容量達到上限時在線擴容會變得很複雜。

2.哨兵模式

當主服務器中斷服務後,可以將一個從服務器升級爲主服務器,以便繼續提供服務,但是這個過程需要人工手動來操作。 爲此,Redis 2.8中提供了哨兵工具來實現自動化的系統監控和故障恢復功能。

哨兵的作用就是監控Redis系統的運行狀況。它的功能包括以下兩個。

    (1)監控主服務器和從服務器是否正常運行。 
    (2)主服務器出現故障時自動將從服務器轉換爲主服務器。

哨兵的工作方式:

  • 每個Sentinel(哨兵)進程以每秒鐘一次的頻率向整個集羣中的Master主服務器,Slave從服務器以及其他Sentinel(哨兵)進程發送一個 PING 命令。
  • 如果一個實例(instance)距離最後一次有效回覆 PING 命令的時間超過 down-after-milliseconds 選項所指定的值, 則這個實例會被 Sentinel(哨兵)進程標記爲主觀下線(SDOWN)
  • 如果一個Master主服務器被標記爲主觀下線(SDOWN),則正在監視這個Master主服務器的所有 Sentinel(哨兵)進程要以每秒一次的頻率確認Master主服務器的確進入了主觀下線狀態
  • 當有足夠數量的 Sentinel(哨兵)進程(大於等於配置文件指定的值)在指定的時間範圍內確認Master主服務器進入了主觀下線狀態(SDOWN), 則Master主服務器會被標記爲客觀下線(ODOWN)
  • 在一般情況下, 每個 Sentinel(哨兵)進程會以每 10 秒一次的頻率向集羣中的所有Master主服務器、Slave從服務器發送 INFO 命令。
  • 當Master主服務器被 Sentinel(哨兵)進程標記爲客觀下線(ODOWN)時,Sentinel(哨兵)進程向下線的 Master主服務器的所有 Slave從服務器發送 INFO 命令的頻率會從 10 秒一次改爲每秒一次。
  • 若沒有足夠數量的 Sentinel(哨兵)進程同意 Master主服務器下線, Master主服務器的客觀下線狀態就會被移除。若 Master主服務器重新向 Sentinel(哨兵)進程發送 PING 命令返回有效回覆,Master主服務器的主觀下線狀態就會被移除。

 哨兵模式的優缺點

優點:

  • 哨兵模式是基於主從模式的,所有主從的優點,哨兵模式都具有。
  • 主從可以自動切換,系統更健壯,可用性更高。

缺點:

  • Redis較難支持在線擴容,在集羣容量達到上限時在線擴容會變得很複雜。

3.Redis-Cluster集羣

redis的哨兵模式基本已經可以實現高可用,讀寫分離 ,但是在這種模式下每臺redis服務器都存儲相同的數據,很浪費內存,所以在redis3.0上加入了cluster模式,實現的redis的分佈式存儲,也就是說每臺redis節點上存儲不同的內容。

 Redis-Cluster採用無中心結構,它的特點如下:

  • 所有的redis節點彼此互聯(PING-PONG機制),內部使用二進制協議優化傳輸速度和帶寬。

  • 節點的fail是通過集羣中超過半數的節點檢測失效時才生效。

  • 客戶端與redis節點直連,不需要中間代理層.客戶端不需要連接集羣所有節點,連接集羣中任何一個可用節點即可。

工作方式:

在redis的每一個節點上,都有這麼兩個東西,一個是插槽(slot),它的的取值範圍是:0-16383。還有一個就是cluster,可以理解爲是一個集羣管理的插件。當我們的存取的key到達的時候,redis會根據crc16的算法得出一個結果,然後把結果對 16384 求餘數,這樣每個 key 都會對應一個編號在 0-16383 之間的哈希槽,通過這個值,去找到對應的插槽所對應的節點,然後直接自動跳轉到這個對應的節點上進行存取操作。

爲了保證高可用,redis-cluster集羣引入了主從模式,一個主節點對應一個或者多個從節點,當主節點宕機的時候,就會啓用從節點。當其它主節點ping一個主節點A時,如果半數以上的主節點與A通信超時,那麼認爲主節點A宕機了。如果主節點A和它的從節點A1都宕機了,那麼該集羣就無法再提供服務了。

Redis集羣模式:三主三從

https://www.cnblogs.com/yaozb/p/6911395.html

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