Redis高可用方案对比：哨兵与集群架构解析

redis哨兵和集群区别是什么?

redis哨兵和集群的区别如下。

监控：Sentinel持续监控您的主从服务器是否正常运行。
通知：当受监控的Redis服务器出现问题时，Sentinel可以通过管理员API或其他应用程序提醒服务器发送通知。

即使集群使用Sentinel，每个Redis实例存储的是全量，每个Redis存储的内容都是完整的数据，浪费内存，并且有木桶效应。
为了最大限度地提高内存使用率，您可以使用集群，即分布式存储。

即每个Redis存储的内容不同，总共16384个slot。
每个redis都被分配了一些槽位。
hash_slot=crc16(key)mod16384找到对应slot的key为可用key。
如果有{}，则取{}中的为可用键，否则整个键为可用键。

主从、哨兵、集群架构优缺点对比

优点：·架构简单，易于实现。
高性价比：使用缓存时无需备份节点（通过supervisor或crontab即可保证单实例可用性）。
当然，为了满足公司的高可用，也可以牺牲一个备份节点，但同时只有一个实例对外提供服务，这意味着高性能。

缺点：·无法保证数据的可靠性。
使用缓存并重新启动进程后，数据就会丢失。
即使有备份节点解决高可用，仍然无法解决缓存发热问题，因此不适合数据可靠性要求较高的企业。

高性能受限于单核CPU的处理能力（Redis是单线程机制），CPU是主要瓶颈，所以适合操作命令简单、操作简单的场景减少排序和计算。
您还可以考虑使用Memcached。

玩转Redis的高可用（主从、哨兵、集群）

所谓高可用性，也称为HA（HighAvailability），是分布式系统架构设计时必须考虑的因素之一。
是保证系统SLA的重要指标。
Redis高可用主要有三种模式：主从模式、看门狗模式和组模式。

Redis提供了复制功能，当一个redis数据库中的数据发生变化时，这个变化会自动同步到其他redis机器上。

当Redis部署在多台机器上时，这些机器节点会被分为两类，一类是主节点（masternode），一类是从节点（slavenode）。
一般来说，主节点既可以进行读操作，也可以进行写操作，而从节点只能进行读操作。
一个主节点可以有多个从节点，但一个从节点只能有一个主节点，即所谓的多从一主结构。

·Slave也以非阻塞的方式完成数据同步。
同步过程中，如果客户端提交查询请求，Redis会返回同步前的数据。

·Redis没有自动容错和恢复功能，手动更改前端IP即可恢复；

。
问题，降低系统可用性；

·Redis很难支持在线扩容，当集群容量达到上限时，在线扩容会变得非常复杂；

·Redis的主节点和从节点上的数据是相同的，降低了内存可用性

在当前的生产中，我们优先考虑哨兵模式。
在此模式下，如果主设备发生故障，看门狗将自动选择主设备并将其他从设备指向新的主设备。

在主从模式下，redis还提供了sentinel命令redis-sentinel。
作为一个进程，它将独立运行。
其原理是sentinel进程向所有redisbot发送命令并等待Redis服务器响应，从而监控多个正在运行的Redis实例。
一般情况下，监护人的数量为奇数，以方便决策和选择。
多个守护者组成一个守护者群，守护者之间会直接沟通，检查守护者是否正常工作，同时会发现主人和守护者做出选择新主人的决定。

哨兵模式的作用：

·通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器；

·看门狗模式基于主从模式，看门狗模式具有主从模式的所有优点。

·主从自动切换，使系统更加健壮、可用。

·具有主从模式的缺点，每台机器上的数据相同，内存可用性较低。

·Redis难以支持在线扩容当集群容量达到上限时，在线扩容将变得非常复杂。

Redis集群模式本身并没有使用稳定的哈希算法，而是使用了槽。

在每个Redis节点上，都有两件事。
其取值范围为三个master中这16383个槽位的0-16383。
另外一个是cluster，可以理解为集群管理插件，类似于sentinel。

当我们的访问key到来时，Redis会根据crc16算法计算出一个结果，然后计算该结果与16384的余数，这样每个key对应一个数字在0-16383之间的哈希槽通过这个值找到对应槽位对应的节点，然后自动直接跳转到对应节点进行访问操作。

为了保证高可用性，redis-cluster引入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点。
当其他主节点ping主节点master1时，如果超过半数的主节点与master1通信一​​定时间，则认为master1宕机，master1的从节点slave1将被激活，slave1将成为主节点继续。
提供服务。

redis-cluster采用了去中心化的思想。
客户端不需要直接连接Redis节点集群中的所有节点，可以连接集群中的任意节点。

redis集群扩容是向集群中添加机器，缩容是从集群中删除机器并将16383槽位重新分配给集群中的节点（数据迁移）。

扩容时，首先使用redis-tri.rbadd-node将新机器添加到集群中。
e.只有使用redis-tri.rbreshard重新分片（迁移数据）并将旧节点上的空间分配给新节点后，新节点才能生效。

缩容时，先使用redis-tri.rbreshard移除机器上的socket，然后使用redis-tri.rbadd-del移除机器。

采用去中心化的思想，数据按照时隙跨多个节点存储和分布，节点之间数据共享，数据分布可动态调整；

扩展：线性扩展至1000多个节点，可动态添加或删除节点；

高可用：当部分节点不可用时可用，该套件仍然可用。
通过添加一个Slave作为待处理数据的副本，可以通过gossip协议实现节点之间的自动状态故障转移，并利用投票机制完成从Slave到Master的角色晋升；

降低运维成本，提高系统可靠性和可用性。

1RedisCluster是一种没有中心节点的集群架构。
它依靠Goss（八卦传播）协议来协作自动修复群组状态。
但GosSIp存在消息延迟和消息冗余的问题，当集群节点较多时，节点之间必须持续进行PING/PANG通信，不必要的流量占用大量网络资源。
虽然Reds4.0对此进行了优化，但是这个问题仍然存在存在。

2数据迁移问题

RedisCluster可以动态扩容和缩容节点。
当扩容或缩容时，需要进行数据迁移。

为了保证迁移的一致性，所有的Redis迁移操作都是同步操作，两端的Redis会进入不同长度的死锁状态，但是如果Key内存占用太大，严重时会导致集群内部故障，造成不必要的切换。

主从模式：主节点关闭后，必须手动指定新的主节点。
可用性不高，基本不用。

Sentinel模式：master节点关闭后，sentinel进程会主动选举新的master，可用性高，但每个节点上存储的数据是相同的，浪费内存空间。
数据量不大，batchsize也不太大。
当需要自动容错和灾难恢复时使用。