文章目录

  • 一、 单机版
  • 1、优缺点
  • 二、主从复制
  • 1、优缺点
  • 三、哨兵模式
  • 1、优缺点
  • 四、集群模式
  • 1、Redis哈希槽的概念
  • 2、优缺点


一、 单机版

Redis架构模式详解_服务器

1、优缺点

【优点】:

  • 简单。

【缺点】:

  • 内存容量有限;
  • 处理能力有限;
  • 无法高可用。

二、主从复制

Redis架构模式详解_架构_02


  Redis 的复制(replication)功能允许用户根据一个 Redis 服务器来创建任意多个该服务器的复制品,其中被复制的服务器为主服务器(master),而通过复制创建出来的服务器复制品则为从服务器(slave)。 只要主从服务器之间的网络连接正常,主从服务器两者会具有相同的数据,主服务器就会一直将发生在自己身上的数据更新同步给从服务器,从而一直保证主从服务器的数据相同。

1、优缺点

【优点】:

  • master/slave 数据相同;
  • 降低 master 读压力。

【缺点】:

  • 没有降低 master 写压力;
  • 无法高可用。

三、哨兵模式

Redis架构模式详解_Redis_03


  Redis sentinel 是一个分布式系统中监控 redis 主从服务器,并在主服务器下线时自动进行故障转移。其中三个特性:

  • 监控(Monitoring): Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
  • 提醒(Notification): 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时, Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
  • 自动故障迁移(Automatic failover): 当一个主服务器不能正常工作时, Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作

1、优缺点

【优点】:

  • 保证高可用;
  • 监控各个节点,自动故障迁移。

【缺点】:

  • 没有降低 master 写压力;

四、集群模式

Redis架构模式详解_数据_04


  Redis-Cluster采用无中心结构,每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。

1、Redis哈希槽的概念

一个 Redis Cluster包含16384(0~16383)个哈希槽,存储在Redis Cluster中的所有键都会被映射到这些slot中,集群中的每个键都属于这16384个哈希槽中的一个,集群使用公式slot=CRC16(key)/16384来计算key属于哪个槽,其中CRC16(key)语句用于计算key的CRC16 校验和。一个hash slot中会有很多key和valueinsert数据时会根据上面的简单算法来决定你的key应该存在哪个分区,每个分区里有很多key

Redis架构模式详解_redis_05


当前集群有3个节点,槽默认是平均分的:

  • 节点 A (6381)包含 0 到 5499号哈希槽;
  • 节点 B (6382)包含5500 到 10999 号哈希槽;
  • 节点 C (6383)包含11000 到 16383号哈希槽。

这种结构很容易添加或者删除节点,并且无论是添加删除或者修改某一个节点,都不会造成集群不可用的状态

  • 当需要增加节点时,只需要把其他节点的某些哈希槽挪到新节点就可以了。
  • 当需要移除节点时,只需要把移除节点上的哈希槽挪到其他节点就行了。

2、优缺点

【优点】:

  • 无中心架构(不存在哪个节点影响性能瓶颈)
  • 数据按照 slot 存储分布在多个节点,节点间数据共享,可动态调整数据分布。
  • Redis 集群的键空间被分割为 16384 hash个槽(slot), 集群的最大节点数量也是 16384 个。
  • 高可用性,部分节点不可用时,集群仍可用。通过增加 Slave 做备份数据副本。
  • 实现故障自动 failover,节点之间通过 gossip 协议交换状态信息,用投票机制完成 Slave到 Master 的角色提升。

【缺点】:

  • 资源隔离性较差,容易出现相互影响的情况。
  • 数据通过异步复制,不保证数据的强一致性,这意味这在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作。