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为什么Redis集群有16384个槽(下)

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陈不成i
修改2021-05-20 14:35:38
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修改2021-05-20 14:35:38
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注意看红框的内容,type表示消息类型。 另外,消息头里面有个myslots的char数组,长度为16383/8,这其实是一个bitmap,每一个位代表一个槽,如果该位为1,表示这个槽是属于这个节点的。

到底数据信息究竟多大? 在消息头中,最占空间的是myslots[CLUSTER_SLOTS/8]。这块的大小是: 16384÷8÷1024=2kb

那在消息体中,会携带一定数量的其他节点信息用于交换。那这个其他节点的信息,到底是几个节点的信息呢?约为集群总节点数量的1/10,至少携带3个节点的信息。这里的重点是:节点数量越多,消息体内容越大。

消息体大小是10个节点的状态信息约1kb。

那定期的频率是什么样的? redis集群内节点,每秒都在发ping消息。规律如下 (1)每秒会随机选取5个节点,找出最久没有通信的节点发送ping消息 (2)每100毫秒(1秒10次)都会扫描本地节点列表,如果发现节点最近一次接受pong消息的时间大于cluster-node-timeout/2 则立刻发送ping消息

因此,每秒单节点发出ping消息数量为数量=1+10*num(node.pong_received>cluster_node_timeout/2)

那大致带宽损耗如下所示,图片来自《Redis运维与实现》

讲完基础知识以后,我们可以来看作者的回答了。

回答

(1)如果槽位为65536,发送心跳信息的消息头达8k,发送的心跳包过于庞大。如上所述,在消息头中,最占空间的是myslots[CLUSTER_SLOTS/8]。当槽位为65536时,这块的大小是:65536÷8÷1024=8kb

因为每秒钟,redis节点需要发送一定数量的ping消息作为心跳包,如果槽位为65536,这个ping消息的消息头太大了,浪费带宽。

(2)redis的集群主节点数量基本不可能超过1000个。如上所述,集群节点越多,心跳包的消息体内携带的数据越多。如果节点过1000个,也会导致网络拥堵。因此redis作者,不建议redis cluster节点数量超过1000个。那么,对于节点数在1000以内的redis cluster集群,16384个槽位够用了。没有必要拓展到65536个。

(3)槽位越小,节点少的情况下,压缩比高Redis主节点的配置信息中,它所负责的哈希槽是通过一张bitmap的形式来保存的,在传输过程中,会对bitmap进行压缩,但是如果bitmap的填充率slots / N很高的话(N表示节点数),bitmap的压缩率就很低。如果节点数很少,而哈希槽数量很多的话,bitmap的压缩率就很低。

ps:文件压缩率指的是,文件压缩前后的大小比。

综上所述,作者决定取16384个槽,不多不少,刚刚好!二.正文

基础

我们回忆一下Redis Cluster的工作原理! 这里要先将节点握手讲清楚。我们让两个redis节点之间进行通信的时候,需要在客户端执行下面一个命令 127.0.0.1:7000>cluster meet 127.0.0.1:7001

如下图所示

意思很简单,让7000节点和7001节点知道彼此存在! 在握手成功后,连个节点之间会定期发送ping/pong消息,交换数据信息,如下图所示。

在这里,我们需要关注三个重点。 (1)交换什么数据信息 (2)数据信息究竟多大 (3)定期的频率什么样

到底在交换什么数据信息?交换的数据信息,由消息体和消息头组成。消息体无外乎是一些节点标识啊,IP啊,端口号啊,发送时间啊。这与本文关系不是太大,我不细说。我们来看消息头,结构如下

注意看红框的内容,type表示消息类型。 另外,消息头里面有个myslots的char数组,长度为16383/8,这其实是一个bitmap,每一个位代表一个槽,如果该位为1,表示这个槽是属于这个节点的。

到底数据信息究竟多大? 在消息头中,最占空间的是myslots[CLUSTER_SLOTS/8]。这块的大小是: 16384÷8÷1024=2kb

那在消息体中,会携带一定数量的其他节点信息用于交换。那这个其他节点的信息,到底是几个节点的信息呢?约为集群总节点数量的1/10,至少携带3个节点的信息。这里的重点是:节点数量越多,消息体内容越大。

消息体大小是10个节点的状态信息约1kb。

那定期的频率是什么样的? redis集群内节点,每秒都在发ping消息。规律如下 (1)每秒会随机选取5个节点,找出最久没有通信的节点发送ping消息 (2)每100毫秒(1秒10次)都会扫描本地节点列表,如果发现节点最近一次接受pong消息的时间大于cluster-node-timeout/2 则立刻发送ping消息

因此,每秒单节点发出ping消息数量为数量=1+10*num(node.pong_received>cluster_node_timeout/2)

那大致带宽损耗如下所示,图片来自《Redis运维与实现》

讲完基础知识以后,我们可以来看作者的回答了。

回答

(1)如果槽位为65536,发送心跳信息的消息头达8k,发送的心跳包过于庞大。如上所述,在消息头中,最占空间的是myslots[CLUSTER_SLOTS/8]。当槽位为65536时,这块的大小是:65536÷8÷1024=8kb

因为每秒钟,redis节点需要发送一定数量的ping消息作为心跳包,如果槽位为65536,这个ping消息的消息头太大了,浪费带宽。

(2)redis的集群主节点数量基本不可能超过1000个。如上所述,集群节点越多,心跳包的消息体内携带的数据越多。如果节点过1000个,也会导致网络拥堵。因此redis作者,不建议redis cluster节点数量超过1000个。那么,对于节点数在1000以内的redis cluster集群,16384个槽位够用了。没有必要拓展到65536个。

(3)槽位越小,节点少的情况下,压缩比高Redis主节点的配置信息中,它所负责的哈希槽是通过一张bitmap的形式来保存的,在传输过程中,会对bitmap进行压缩,但是如果bitmap的填充率slots / N很高的话(N表示节点数),bitmap的压缩率就很低。如果节点数很少,而哈希槽数量很多的话,bitmap的压缩率就很低。

ps:文件压缩率指的是,文件压缩前后的大小比。

综上所述,作者决定取16384个槽,不多不少,刚刚好

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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