Redis集群三种模式详解：主从、Vigilance与分片部署策略

Redis三种集群模式

主从模式简介主从模式是一个主节点和多个从节点。
主节点通过配置文件启动，从节点通过配置文件启动。
主服务器模式可以实现数据读写分离，但缺点是不具备灾难自动恢复的能力。
Vigilance模式概述Vigilance模式监控三个警戒节点中的一个主节点和两个从节点。
每次节点监视时，它都会向集群中的每个节点发送PING命令以检测实例的当前状态。
如果实例没有响应PING命令，Vigil会主观地将其标记为离线(SDOWN)。
如果确认多个观察节点主观离线，则会记录客观离线（ODOWN）实例，然后切换主服务器节点以维持集群稳定性。
警察模式的自动容灾机制可以满足主从节点的可用性要求，但在大型集群中进行在线扩展时会面临挑战。
分片概述RedisCluster是Redis提供的一项技术，从Redis3.0版本开始支持。
它还通过下载槽将数据分布到多个Redis服务器上，以提高存储效率并减少内存和磁盘资源的浪费。
每个下载槽对应一个Redis服务器。
通过CRC16计算出键值并取出参数，将数据存储在合适的服务器中，进行分布式数据存储。
该步骤开始部署所有节点，在配置文件中添加集群模式，并使用集群模式配置三个主节点和从节点，保证集群的正常运行。
通过设置模块--clusterreplicas1，每个插槽都由主节点和服务器节点负责。
识别数据读写操作并测试集群中节点之间切换的能力。
主节点出现故障后，从节点自动接替主节点的角色进行数据复制和管理。
在不同分区之间移动数据，保证集群内数据的一致性。
当添加新节点、部署新节点时，集群会自动部署数据壳，并在新节点上分发数据。
新节点加入集群后，根据数据修补规则接收数据，实现集群扩容。
数据迁移和节点管理在迁移数据分区时，集群会自动将数据从一个节点移动到另一个节点，以保证集群中数据的均匀分布。
当需要删除某个节点时，先将数据迁移到其他节点，然后再删除该节点。
主服务器性能测试在测试中表现良好，处理节点能力达到6万QPS。
分片模式下，虽然分片提高了数据存储的效率，但LRange操作受到一定影响，导致整体QPS比服务器模式略低。
利用Pipeline技术将多个操作合并为一个请求，QPS提升至90万，提高了性能效率。
总结Redis集群模式包括Sunday模式、Watch模式和Scatter模式。
主从模式实现了数据读写分离，但不具备广泛的容灾能力；Vigilance模式通过自动化设备实现高可用性和灾难恢复，但在大型集群中可能存在部署挑战；通过数据分片提高存储效率，减少资源浪费。
了解并应用不同的集群方法可以有效提高Redis系统的可靠性和性能。

Redis集群配置

Redis集群实现了Redis的水平扩展。
通过启动N个Redis节点，每个节点存储总数据的1/N。
集群通过分区提供一定程度的可用性。
即使集群中的某些节点发生故障或无法通信，集群也可以继续处理请求命令。
集群中的所有Redis节点相互互连（PING-PONG机制），内部使用二进制协议来优化传输速度和带宽。
Redis集群内置了16384个哈希槽。
当Redis集群中需要放置一个key-value时，Redis首先使用crc16算法为该key计算一个结果，然后将结果求余到16384，这样每个key对应一个编号为hash的槽在0-16383之间，Redis会根据节点数量大致均等地将哈希槽映射到不同的节点。
Redis集群的高可用体现在以下几个方面：1、集群中某个节点的主节点宕机后，其从节点自动提升为主节点，集群继续提供服务；2、当一个节点下的所有Redis宕机后，集群关闭后，集群将不可用；3、当故障节点恢复后，集群自动恢复正常；4.即使集群一半宕机，只要哈希槽完好，集群仍然可以正常工作。
Redis集群的资源配置示例如下：在CentOSLinux版本7.3.1611（Core）系统上，部署4个Redis节点，端口号分别为6379、6380、6381、6382。
Redis集群包括：安装依赖（使用yum安装ruby和rebygems）、安装Redis和Ruby接口（使用gem安装redis）、安装并初始化Ruby版本，修改redis.conf，复制配置到其他节点，启动Redis实例，开启防火墙，创建集群，验证集群，关闭集群。
部署Redis集群时，需要注意以下问题：1、Redis集群总线端口为Redis客户端端口加10000。
例如客户端通信端口为6379，则集群总线端口为16379；2、配置防火墙时，需要为集群总线端口和客户端端口启用对应的永久端口规则。
验证集群搭建成功的方法包括：通过redis-cli连接集群主节点，执行命令查看集群信息、节点列表、节点状态、键槽、槽内键值对数量等。
关闭集群后，需要在每个节点上执行shutdown命令。
添加主节点或从节点涉及启动节点、将节点添加到集群以及分配哈希槽，而删除节点则涉及删除从节点和主节点。