集群模式

1.主从模式

一主多从模式。主节点可以负责:读操作，写操作。 从节点只能负责读操作，不能负责写操作。把读的压力从主节点分摊到从节点，以减少主节点的压力。

复制流程如下图，

从节点挂了？

从节点挂了在恢复，从上一次挂的缓冲区（backlog：默认1m）的偏移量位置进行断点续传。如果缓冲区偏移量没有，则全量复制。

主从复制风暴

多个从节点同时复制主节点导致主节点压力过大。

解决办法：从节点下面在分从节点

2.哨兵模式

哨兵模式基于主从复制，是为了弥补主从复制集群中主机宕机后，主备切换的复杂性而演变出来的。哨兵顾名思义，就是用来监控的，主要作用就是监控主从集群，自动切换主备，完成集群故障转移。

Redis哨兵高可用架构

当主节点挂了（半数哨兵认为挂了）之后，哨兵会从从节点中选举出主节点，推送给客户端。

主节点挂了，哨兵模式会出现访问瞬断问题。

3.cluster 模式

cluster 模式是redis官方提供的集群模式，使用了Sharding 技术，不仅实现了高可用、读写分离、也实现了真正的分布式存储。

Redis集群原理

Redis Cluster将所有数据划分16382个slots槽位，每个节点负责其中一部分的槽位，槽位的信息存储在每个节点之中。

当Redis Cluster客户端链接集群时，他会一份集群槽位配置信息且缓存到本地，这样客户端要查找某个key时，可以定位到目标节点。若槽位存在客户端与服务端不一致的情况，还需要纠正机制实现槽位的校验调整。

槽位定位算法

Cluster默认会对key之使用CRC16算法进行hash得到一个整数值，然后用这个整数对16384取模得到具体的槽位。

HASH_SLOT=CRC16(key) mod 16384

跳转重定向

当客户端向错误节点发出命令的时候，节点发现指令的key不属于自己管理，他会向客户端发送一个特殊的跳转携带目标主机地址的操作，告诉客户端去连这个节点获取数据，客户端收到命令后，会跳转正确的节点去操作，还会同步更新纠正本地的槽位映射表缓存，后续所有操作使用新的槽位映射表。

redis通信机制

redis cluster节点之间采用的是gossip协议进行的通信。

gossip协议包括各种消息，例如ping pong meet fail。

gossip协议内部通信端口为服务端口加10000（故配置集群的时候需要关闭防火墙）.

集群选举原理

过程如下：

1. slave发现master变成FAIL
2. 将自己记录的集群currentEpoch加一，并广播FAILOVER_AUTH_REQUEST信息
3. 其他节点收到该信息，只有master响应，判断请求合法性，并发送FAILOVER_AUTH_ACK,对每个epoch只发送一次ack
4. 尝试failover的slaver手机master返回的FAILOVER_AUTH_ACK
5. slave收到超过半数master的ack后变成新的master
6. slave广播pong消息通知其他集群节点

延时计算公式：

DELAY=500ms+rand(0~500ms)+slave+rank*1000ms

rank越小代表复制的数据越新

这种方式，持有最新数据的slave将会发起选举（理论上）。

集群脑裂丢失数据

网络分区导致脑裂后多个主节点对外提供服务，一旦网络恢复，会将一个主节点变成从节点，这是会有大量数据丢失。规避这种问题，可以在redis里面加上参数

min-slaves-to-write 1

但是在一定程度上提升了一致性，但是如果从节点都挂了，主节点就不能对外提供服务了，可用性就下降了，此配置需要权衡使用。

集群完整才能对外提供服务？

redis.conf配置cluster-require-full-coverage为no时，表示一个集群下线且没有从节点顶上，整个集群仍然可用，设置为yes集群不可用。

加入新节点

需要执行迁移槽位的命令