Redis Cluster 采用 Gossip 协议

在分布式系统中，需要提供维护节点元数据信息的机制，所谓元数据是指节点负责哪些数据、主从属性、是否出现故障等状态信息。

常见的元数据维护方式分为集中式和无中心式。

Redis Cluster 采用 Gossip 协议实现了无中心式。

Redis Cluster 中使用 Gossip 主要有两大作用：

1、去中心化，以实现分布式和弹性扩展；

2、失败检测，以实现高可用；

节点通信

Redis Cluster 中的每个 Redis 实例监听两个 TCP 端口，6379（默认）用于服务客户端查询，16379（默认服务端口+10000）用于集群内部通信。集群中节点通信方式如下：

1、每个节点在固定周期内通过特定规则选择几个节点发送 Ping 消息；

2、接收到 Ping 消息的节点用 Pong 消息作为响应。

集群中每个节点通过一定规则挑选要通信的节点，每个节点可能知道全部节点，也可能仅知道部分节点，只要这些节点彼此可以正常通信，最终它们会达到一致的状态。当节点故障、新节点加入、主从关系变化、槽信息变更等事件发生时，通过不断的 Ping/Pong 消息通信，经过一段时间后所有的节点都会知道集群全部节点的最新状态，从而达到集群状态同步的目的。

具体规则如下：

集群的周期性函数 clusterCron() 执行周期是 100ms，为了保证传播效率，每10个周期，也就是 1s，每个节点都会随机选择5个其它节点，并从中选择一个最久没有通信的节点发送 ing消息，源码如下：

这样还是没法保证效率，毕竟5个节点是随机选出来的，其中最久没有通信的节点不一定是全局“最久”。

因此，对哪些长时间没有“被”随机到的节点进行特殊照顾：

每个周期（100ms）内扫描一次本地节点列表，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，防止该节点信息太长时间未更新。

源码如下：

关键参数 cluster_node_timeout

从上面的分析可以看出，cluster_node_timeout 参数对消息发送的节点数量影响非常大。当带宽资源紧张时，可以适当调大这个参数，如从默认15秒改为30秒来降低带宽占用率。

但是，过度调大 cluster_node_timeout 会影响消息交换的频率从而影响故障转移、槽信息更新、新节点发现的速度，因此需要根据业务容忍度和资源消耗进行平衡。

同时整个集群消息总交换量也跟节点数成正比。

Reference

https://www.cnblogs.com/smalltechnologyjun/p/15858962.html

https://www.cnblogs.com/gaoyanbing/p/17358598.html