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Redis Cluster集群（数据分片/寻址算法）

2021-03-01 23:32:01   0  举报

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AI智能生成

Redis Cluster

分布式寻址算法

数据分片

gossip协议

master选举

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

为什么使用redis cluster

主从复制的缺点：master单点故障

主从+哨兵的缺点：节点数据冗余

redis cluster

动态扩容和缩容，保证数据不冗余，且吞吐量更大

自动数据分片，每个master节点存放一部分数据

提供内置的高可用支持，允许部分master节点宕机

数据分片方案

客户端

客户端使用一致性哈希等算法决定键应当分布到哪个节点

中间层

将客户端请求发送到代理上，由代理转发请求到正确的节点上

国内豌豆荚的Codis

国外Twiter的twemproxy

服务器

hash slot 算法

Redis Cluster

分布式寻址算法

hash算法

计算请求数据的hash值，并按照节点数量取模，再放入对应的master节 点中，如果某台master宕机了，由于master数量少了导致取模方式改变

缺点：会造成大量缓存重建

一致性hash算法+虚拟节点

把请求数据的hash值对应在圆环的各个点上，然后顺时针寻找 离自己最近的master节点，如遇master宕机只会影响部分数据

基于上面的一致性hash算法，再在各个master节点之间创建均 匀分布的虚拟节点，如遇master宕机时就不会涌入同一个节点

优点：自动缓存迁移、自动负载均衡

hash slot算法

redis cluster有固定的16384个哈希槽，对每个key计算CRC16的值， 然后对16384取模计算卡槽位置（每个槽位可以存放多个key）

CRC16算法

为什么是16384

即使有任何一台机器宕机，其他master中的缓存是不受影响的，失效的节点重新分配就可以了

元数据维护

种类

集中式：将元数据（节点信息、故障）存储在某个节点上

优点：时效性好，同步快

缺点：更新压力和存储压力集中

gossip协议

去中心化：每个节点都持有一份元数据

优点：缓解了元数据更新和存储的压力

缺点：元数据更新延迟，集群操作滞后

通信机制

Meet：集群中的节点会向新的节点发送邀请，加入现有集群

Ping：节点向集群中的其他节点发送ping消息传递自己的节点信息

Pong：收到ping消息的节点会回复pong，消息中同样携带节点信息

Fail：ping不通某节点会向集群中的其他节点广播该节点挂掉的消息

redis cluster基于gossip 协议的故障检测

节点间内部通信

采用gossip协议，每个节点都有一个专门用于节点间通信的 端口，就是自己提供服务的端口号+10000

集群中的每个节点都会定期地向集群中的其他节点发送PING 消息，以此交换各个节点状态信息，检测各个节点状态

高性能的主备切换

判断master宕机

PFAIL->超半数->FAIL

从节点过滤

过滤掉与master断开时间长的slave

master选举

slave发现自己的master的状态变为FAIL

将自己记录的选举轮次标记加1，并广播 通知给集群中其他节点

其他节点收到该信息，只有master响应， 判断请求者的合法性，并发送结果

尝试选举的slave收集master返回的结果， 收到超过半数master的统一后变成新Master

广播Pong消息通知其他集群节点

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李少杰

职业：软件开发工程师

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