redis集群之主从复制+哨兵模式+cluster群集详解

redis集群类型

redis集群模式主要有以下几种方式：

主从复制（redis2.8版本之前的模式）

Redis Sentinel 哨兵模式（redis2.8及之后的模式）

Redis Cluster集群模式（客户端sharding）（redis3.0版本之后）

Jedis sharding集群（客户端sharding）

利用中间件代理

在这里主要讲述主从复制、哨兵模式、Redis Cluster集群这三种方式。

主从复制

主从复制概念

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。

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。

如果Master和Slave之间的链接出现断连现象，Slave可以自动重连Master，但是在连接成功之后，一次完全同步将被自动执行。

主从复制架构图：

工作原理

从服务器连接主服务器，发送SYNC命令；

主服务器接收到SYNC命名后，开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；

主服务器BGSAVE执行完后，向所有从服务器发送快照文件，并在发送期间继续记录被执行的写命令；

从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据，载入收到的快照；

主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令；

从服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主服务器缓冲区的写命令；（从服务器初始化完成）

主服务器每执行一个写命令就会向从服务器发送相同的写命令，从服务器接收并执行收到的写命令 （从服务器初始化完成后的操作）

工作原理图：

主从复制启用

从节点开启主从复制，有3种方式：

配置文件：在从服务器的配置文件中加入：slaveof

启动命令： redis-server启动命令后加入 --slaveof

客户端命令： Redis服务器启动后，直接通过客户端执行命令：slaveof

，则该Redis实例成为从节点。

通过 info replication 命令可以看到复制的一些信息

主从复制优缺点

优点

支持主从复制，可以进行读写分离

为了分载Master的读操作压力，Slave服务器可以为客户端提供只读操作的服务，写服务仍然必须由Master来完成

Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求，这样可以有效的分载Master的同步压力。

Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间，客户端仍然可以提交查询或修改请求。

Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间，如果有客户端提交查询请求，Redis则返回同步之前的数据

缺点

Redis不具备自动容错和恢复功能，主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败，需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。

主机宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换IP后还会引入数据不一致的问题，降低了系统的可用性。

Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

哨兵模式

基本概念

当主服务器中断服务后，可以将一个从服务器升级为主服务器，以便继续提供服务，但是这个过程需要人工手动来操作。为此，Redis 2.8中提供了哨兵工具来实现自动化的系统监控和故障恢复功能。

它的功能包括以下两个：

监控主服务器和从服务器是否正常运行。

主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。

架构图：

哨兵模式的优缺点

优点

哨兵模式是基于主从模式的，所有主从模式的优点，哨兵模式都具有。

主从可以自动切换，进行故障转移，系统更健壮，可用性更高。

缺点

Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

Redis-Cluster集群

cluster集群概述

在 Redis 3.0 之前，使用 哨兵（sentinel）机制来监控各个节点之间的状态，基本已经可以实现高可用，读写分离。

而Redis Cluster 是 Redis 的分布式解决方案，在 3.0 版本正式推出，有效地解决了 Redis 在 分布式 方面的需求。当遇到 单机内存、并发、流量 等瓶颈时，可以采用 Cluster 架构方案达到 负载均衡 的目的。

在 redis-cluster 架构中，redis-master节点一般用于接收读写，而redis-slave节点则一般只用于备份， 其与对应的 master 拥有相同的 slot 集合，若某个 redis-master 意外失效，则再将其对应的 slave 进行升级为临时 redis-master。

优缺点

优点：

无中心架构

可扩展性高

高可用性

降低运维成本，提高系统的扩展性和可用性。

缺点：

数据通过异步复制，不保证数据的强一致性。

多个业务使用同一套集群时，无法根据统计区分冷热数据，资源隔离性较差，容易出现相互影响的情况。

redis-cluster集群部署

redis官方推荐使用6个节点，其中3个为主节点，3个为从节点。

一旦有master 发生故障的时候，Redis Cluster集群可以选举出对应的slave成为新的主节点，继续对外服务，从而保证服务的高可用性。

这里的实验模拟采用两个虚拟机，每个虚拟机三个网卡，充当6个节点。

环境说明

部署过程

master 和 slave节点都安装redis包，步骤一样

2. 主从节点都修改配置文件，进行优化

3. 只在master节点操作，安装rvm、ruby等软件包

安装完提示去网站下载ruby安装包

4. 分别在主、从服务器上添加两张网卡（NAT模式），设置IP地址主服务器的IP地址：

从服务器的IP地址：

5. 创建集群

6. 验证群集功能，一个主节点master对应一个从节点slave。