redis群集三种模式：主从复制、哨兵、集群-CFANZ编程社区

redis群集有三种模式

redis群集有三种模式，分别是主从同步/复制、哨兵模式、Cluster，下面会讲解一下三种模式的工作方式，以及如何搭建cluster群集

●主从复制：主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。
缺陷：故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。

●哨兵：在主从复制的基础上，实现了自动化的故障恢复。
缺陷：写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制；哨兵无法对从节点进行自动故障转移，在读写分离场景下，从节点故障会导致读服务不可用，需要对从节点做额外的监控、切换操作。

●集群：通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。

一、Redis 主从复制

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(Master)，后者称为从节点(Slave)；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。（将主节点的数据备份到从节点）

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。

主从复制的作用

●数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。
●故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复；实际上是一种服务的冗余。
●负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。
●高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。

主从复制流程

1、请求同步：
从服务器（Slave）启动或重新连接时，它会向主服务器（Master）发送一个同步请求（sync ）

2、生成快照：
主服务器接收到同步请求后，fork子进程来生成RDB快照（RDB 文件）。
在创建快照的同时，客户端还在持续写入redis，主服务器会缓存所有fork子进程期间的命令

3、发送数据：
RDB持久化完成后，主服务器将RDB文件和缓存的命令发送给从服务器。
从服务器接收到RDB文件后，将其保存到硬盘上，并加载到内存中。从同步执行这些命令，使自己的数据与主服务器保持一致。

4、持续同步：
复制推送完后，主redis会持续的同步操作，利用AOF持久化功能

5、在下一台从redis服务器接入主从集群之前，会持续利用redis持久化功能

搭建Redis 主从复制（一主两从）

Master节点： 192.168.190.10
Slave1节点： 192.168.190.20
Slave2节点： 192.168.190.30

systemctl stop firewalld
setenforce 0

-----安装 Redis-----

-----修改 Redis 配置文件（Master节点操作）-----

-----修改 Redis 配置文件（Slave节点操作）-----

-----验证主从效果-----
在Master节点上看日志：

在Master节点上验证从节点：

二、Redis 哨兵模式（故障自动切换）

主从切换技术的方法是：当服务器宕机后，需要手动一台从机切换为主机，这需要人工干预，不仅费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点，就有了哨兵机制。

哨兵的核心功能：在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移。

哨兵模式原理

哨兵(sentinel):是一个分布式系统，用于监控每台主从服务器，当出现故障时通过投票机制选择新的 Master并将所有slave连接到新的 Master。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。

哨兵模式的作用

●监控：监控主节点和从节点是否运作正常。监控哨兵彼此的存活状态

●自动故障转移：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其它从节点改为复制新的主节点。

●通知（提醒）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点：
●哨兵节点：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。
●数据节点：主节点和从节点都是数据节点。

故障转移机制

1.由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障
每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息，那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了（单方面的）。进行投票机制，超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了，原master就客观下线了。

1、当主节点出现故障，此时哨兵节点会通过投票机制共同选举出一个新的master。

2、完成 slave --》master 的切换

3、完成其他从服务器对新master的数据配置

4、当原master修复后，添加到从节点当中完成集群化

3.由leader哨兵节点执行故障转移，过程如下：
●将某一个从节点升级为新的主节点，让其它从节点指向新的主节点；
●若原主节点恢复也变成从节点，并指向新的主节点；
●通知客户端主节点已经更换。

需要特别注意的是，客观下线是主节点才有的概念；如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作。

主观下线：一个哨兵认为主服务器可能已经下线，但还没有达成共识。

客观下线：经过投票机制，大多数哨兵都认为主服务器已经下线。

#主节点的选举：
1.过滤掉不健康的（已下线的），没有回复哨兵 ping 响应的从节点。
2.选择配置文件中从节点优先级配置最高的。（replica-priority，默认值为100）
3.选择复制偏移量最大，也就是复制最完整的从节点。

哨兵的启动依赖于主从模式，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式

搭建Redis 哨兵模式

Master节点：192.168.190.10
Slave1节点：192.168.190.20
Slave2节点：192.168.190.30

systemctl stop firewalld
setenforce 0

-----修改 Redis 哨兵模式的配置文件（所有节点操作）-----

-----启动哨兵模式-----
先启master，再启slave

master

slave1、slave2

-----查看哨兵信息-----

-----故障模拟-----
#查看redis-server进程号：

#杀死 Master 节点上redis-server的进程号

#验证结果

--------修改从服务器配置文件-------

原master 192.168.190.10和 slave1 192.168.190.20

三、Redis 群集模式（3主3从）

集群由多个节点(Node)组成，Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点：主节点负责读写请求和集群信息的维护；从节点只进行主节点数据同步。

集群的作用

（1）数据分区：数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。
集群将数据分散到多个节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。
Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。

（2）高可用：集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似）；当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。

#Redis集群的主从复制模型
集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。
为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用。

Redis集群的数据分片

Redis集群引入了哈希槽的概念
Redis集群有16384个哈希槽（编号0-16383）（放数据的）
集群的每个节点负责一部分哈希槽
每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作

#以3个节点组成的集群为例：
节点A包含0到5460号哈希槽
节点B包含5461到10922号哈希槽
节点C包含10923到16383号哈希槽