redis cluster架构

前言

前面我们讲到redis主从架构实现了读水平扩展。后面针对主从+哨兵介绍了第一套企业redis高可用架构的实现方案。那们主从+哨兵有没有缺点呢？答案肯定是存在一定的缺陷的，比如仅有一个master节点对于写请求的扩展支持的不太友好。

下面我们就要讲到第二套redis企业级架构方案：redis cluster。

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图解

redis-cluster

redis cluster简单介绍

（1）自动将数据分片，每个master上存放一部分数据。

（2）提供内置的高可用支持，部分master不可用时还可以继续工作。

（3）在redis cluster架构下 redis要开放两个端口号 一个用来提供服务一个用来进行节点间通信。

  (4)slave自动迁移：比如你有10个master 每个master有一个slave，然后你又新增3个slave作为冗余，有三个master就有两个slave，此时如果只有一个slave的master node的slave节点挂了，会选择一个冗余的slave节点给这个master节点作为新的slave节点。

上面提到的分片redis是如何实现的呢？redis的路由策略是如何实现的？

redis cluster的hash slot算法： 整个cluster有16384个hash slot，对每个key计算CRC16值，然后对16384取模，得到key所对应的hash slot。

增加一个master node：redis cluster会把其他master上的hash slot移动部分到新增的master node上。

减少一个master node：redis cluster会把这个master node上的hash slot均匀迁移到其他master node上。

gossip协议

redis采用的是gossip协议，小道消息通信。包含多种消息：ping pong meet fail等等。

（1）meet：某个节点发送meet给新加入的节点，让新节点加入集群，然后新节点就会开始和其他节点进行通信。

         redis-trib.rb add-node 内部就是发送一个meet消息给新加入的节点通知那个节点加入到我们的集群。

（2）ping：每个节点都会频繁的给其他节点发送ping。其中包含自己的状态还有自己维护的集群源数据，互相通过ping交换元数据。

（3）pong：返回ping和meet，包含自己的状态和其他信息，也可以用于信息广告和更新。

（4）fial：某个节点判断另一个几点fail之后就会发送fail给其他节点，通知其他节点指定节点宕机了。

高可用性和主备切换的原理

1. 判断几点宕机：（1）如果一个节点认为另一个节点宕机，就是pfail，主观宕机。在cluster-node-timeout内，某个节点一直没有返回pong那么就认为pfail。

                                  （2）如果多个节点都认为另外一个节点宕机了那么就是fail，客观宕机。（和哨兵sdown和odown对应着看发现类似） 。会通过gossip ping消息传达给其他节点，超过半数的节点都认为pfail了那么就变成fail。

    2.从节点过滤：对宕机的master节点从其所有的slave节点中选择一个切换成masternode，（如果超过了cluster-node-timeout * cluster-slave-validity-factor，那么就没有资格切换成master）。

   3.从节点选举：offset大 的优先选举，如果超半数的master node都投票给了某个slave则选举通过。从节点执行主备切换，变成主节点。