为什么要redis集群?
Redis 集群是 Redis 分布式架构的一种实现方式,它可以将多个 Redis 节点组成一个集群,提供高可用、高吞吐量和负载均衡等特性
一. 主从复制模式
就是一主多从,redis会把机器节点分为主节点和从节点,主节点负责处理写入请求和数据同步,从节点负责从主节点同步数据,并提供读取服务。在 Redis 主从复制中
实现
Redis 主从复制的实现方式是将主节点的写入操作同步到从节点,从节点通过复制主节点的命令序列来同步数据。以下是 Redis 主从复制的实现步骤:
- 配置文件:在主节点和从节点上分别配置相同的 redis.conf 配置文件,包括节点地址、端口、密码等配置信息。
- 主节点配置:在主节点上开启数据同步功能,并配置允许从节点连接主节点。
- 从节点配置:在从节点上配置连接主节点的地址和端口,并启动从节点。
- 数据同步:主节点将写入的数据同步到从节点,从节点通过复制主节点的命令序列来同步数据。
- 故障切换:当主节点宕机或失去连接时,从节点可以通过选举机制重新选举一个主节点。
优点
- 提高系统的可用性
通过主从复制技术,主节点的数据可以同步到从节点上,当主节点出现故障时,从节点可以接管主节点的工作,从而提高系统的可用性。
- 支持读写分离
通过主从复制技术,从节点可以负责读取服务,从而将读操作分散到多个从节点上,减轻主节点的负载压力,提高系统的性能。
- 提高数据的可靠性
通过主从复制技术,主节点的数据可以同步到多个从节点上,从而提高数据的可靠性和安全性。
- 支持在线扩容
通过主从复制技术,可以在线增加从节点,从而实现在线扩容,提高系统的可扩展性。
- 支持数据备份和恢复
哨兵模式(Sentinel)
哨兵模式是一种特殊的模式,
当我们使用主从复制时出现故障时,我们需要手动改变主节点,这无疑很浪费时间。而Redis 哨兵模式是一种用于实现 Redis 高可用性的方案,它可以实现自动监控 Redis 主节点的健康状况,并在主节点宕机时自动将从节点晋升为新的主节点,从而实现 Redis 集群的高可用性
在哨兵模式下有三种节点 :
- 哨兵节点(sentinel):Redis 哨兵模式中负责监控 Redis 节点的健康状况,当主节点宕机时,哨兵节点可以自动完成主从切换。
- 主节点(master):Redis 哨兵模式中负责处理写入请求和数据同步的节点。
- 从节点(slave):Redis 哨兵模式中负责从主节点同步数据,并提供读取服务的节点。
实现
- 配置文件:在每个节点上配置相同的 sentinel.conf 配置文件,包括节点地址、端口、密码等配置信息。
- 启动节点:启动每个节点的 Redis 和 Sentinel 进程,并使用 sentinel.conf 配置文件指定每个节点的角色和地址。
- 哨兵监控:哨兵节点会周期性地检查 Redis 节点的状态,当主节点宕机时,哨兵节点会自动选举一个从节点作为新的主节点,并将其他从节点切换到新的主节点上。
- 故障恢复:当主节点恢复时,哨兵节点会将从节点重新设置为主节点的从节点,并恢复数据同步。
Cluster 集群模式(Redis官方)
在之前两种集群方案,都不能做到负载均衡,而
Redis Cluster 是 Redis 的分布式集群方案,它可以将数据分散到多个节点上进行存储和处理,并实现数据的自动分片和负载均衡,从而提高系统的吞吐量和性能。
概念
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集群节点(node):Redis Cluster 中的每个节点都是一个集群节点,节点之间通过 Gossip 协议进行通信,实现数据的自动分片和负载均衡。
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插槽(slot):Redis Cluster 将数据分散到多个插槽中进行存储和处理,每个插槽包含一个数据分片,可以分配给不同的节点进行存储和处理。
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主节点(master):Redis Cluster 中负责处理写入请求和数据同步的节点。
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从节点(slave):Redis Cluster 中负责从主节点同步数据,并提供读取服务的节点。
数据分片
redis 集群使用16384个哈希槽,每个集群的节点负责一部分的hash槽,每个hash槽都有一部分数据
实现
Redis Cluster 的实现步骤:
- 配置文件:在每个节点上配置相同的 redis.conf 配置文件,包括节点地址、端口、密码等配置信息。
- 启动节点:启动每个节点的 Redis 进程,并使用 redis.conf 配置文件指定每个节点的角色和地址。
- 创建集群:使用 redis-cli 工具创建 Redis Cluster 集群,并指定集群中的主节点和从节点。
- 数据分片:将数据分散到多个插槽中进行存储和处理,每个插槽包含一个数据分片,可以分配给不同的节点进行存储和处理。
- 故障处理:当节点宕机时,Redis Cluster 会通过 Gossip 协议进行自动故障检测和故障转移,将数据重新分配到其他节点上。
优点
- 高性能和吞吐量
Redis Cluster 可以将数据自动分散到多个节点上进行存储和处理,从而提高系统的吞吐量和性能。
- 自动分片和负载均衡
Redis Cluster 可以自动将数据分片到多个节点上进行存储和处理,并实现负载均衡,从而避免节点负载不均衡和数据热点问题。
- 高可用性和故障转移
Redis Cluster 可以实现主从复制和自动故障转移,当主节点宕机时,可以自动将数据重新分配到其他节点上,从而实现高可用性和故障转移。
- 易于扩展和管理
Redis Cluster 可以在线扩容和缩容,从而实现系统的动态扩展和管理,同时也可以通过 redis-cli 等工具进行集群管理和监控。
- 分布式事务支持
Redis Cluster 支持分布式事务,可以通过 MULTI 和 EXEC 等命令实现跨节点的事务处理。