Redis集群架構及對比的示例

小編給大家分享一下Redis集群架構及對比的示例，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

1、Redis3.0

·        優點

a. 無中心節點

b. 數據按照 slot 存儲分布在多個 Redis 實例上

c. 平滑的進行擴容/縮容節點

d. 自動故障轉移(節點之間通過 Gossip 協議交換狀態信息,進行投票機制完成 Slave 到 Master  角色的提升)

e. 降低運維成本，提高了系統的可擴展性和高可用性

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·        缺點

a. 嚴重依賴外部 Redis-Trib

b. 缺乏監控管理

c. 需要依賴 Smart Client(連接維護, 緩存路由表, MultiOp 和 Pipeline  支持)

d. Failover  節點的檢測過慢，不如“中心節點 ZooKeeper”及時

e. Gossip  消息的開銷

f. 無法根據統計區分冷熱數據

g. Slave“冷備”，不能緩解讀壓力

2、Proxy +Redis Cluster

· 優點

Smart Client：

a. 相比于使用代理，減少了一層網絡傳輸的消耗，效率較高;

b. 不依賴于第三方中間件，實現方法和代碼自己掌控，可隨時調整。

Proxy：

a. 提供一套 HTTP Restful 接口，隔離底層存儲。對客戶端完全透明，跨語言調用。

b. 升級維護較為容易，維護 Redis Cluster，只需要平滑升級 Proxy。

c. 層次化存儲，底層存儲做冷熱異構存儲。

d. 權限控制，Proxy 可以通過秘鑰控制白名單，把一些不合法的請求都過濾掉。并且也可以控制用戶請求的超大 Value 進行控制和過濾。

e. 安全性，可以屏蔽掉一些危險命令，比如 Keys、Save、Flush All 等。

f. 容量控制，根據不同用戶容量申請進行容量限制。

g. 資源邏輯隔離，根據不同用戶的 Key 加上前綴，來進行資源隔離。

h. 監控埋點，對于不同的接口進行埋點監控等信息。

·  缺點

Smart Client：

a. 客戶端的不成熟，影響應用的穩定性，提高開發難度。

b. MultiOp  和 Pipeline  支持有限。

c. 連接維護，Smart 客戶端對連接到集群中每個結點 Socket 的維護。

Proxy：

a. 代理層多了一次轉發，性能有所損耗。

b．進行擴容/縮容時候對運維要求較高，而且難以做到平滑的擴縮容

3、技術選型

redis官方文檔中有如下這段話:

The redis-cli cluster support is very basic so it alwaysuses the fact that Redis Cluster nodes are able to redirect a client to theright node. A serious client is able to do better than that, and cache the map betweenhash slots and nodes addresses, to directly use the right connection to theright node. The map is refreshed only when something changed in the clusterconfiguration, for example after a failover or after the system administratorchanged the cluster layout by adding or removing nodes.

大意就是目前redis cluster官方客戶端功能簡陋，依賴于redis節點重定向去到集群中找到數據所在的redis實例。需要有一個更完善的客戶端，能夠實現一致性hash，failover和集群管理功能。因此使用官方的redis cluster客戶端不是一個明智的選擇，本文提供3種方案供大家參考，如果有不合理的地方，歡迎大家與我共同探討。

方案 1 使用nginx開發(OpenResty方式)

原因如下:

a. 單Master多Work模式，每個Work跟Redis一樣都是單進程單線程模式，并且都是基于Epoll事件驅動的模式。

b. Nginx采用了異步非阻塞的方式來處理請求，高效的異步框架。

c. 內存占用少，有自己的一套內存池管理方式。將大量小內存的申請聚集到一塊，能夠比Malloc更快。減少內存碎片，防止內存泄漏。減少內存管理復雜度。

d. 為了提高 Nginx 的訪問速度，Nginx 使用了自己的一套連接池。

e. 最重要的是支持自定義模塊開發。

f. 業界內，對于Nginx，Redis的口碑可稱得上兩大神器。性能都很好。

方案 2 codis（豌豆莢采用的基于代理的redis集群方案)

參考codis官方文檔https://github.com/CodisLabs/codis

Codis是一整套緩存解決方案，包含高可用、數據分片、監控、動態擴態 etc.。

走的是 Apps->代理->rediscluster，一定規模后基本都采用這種方式。

方案3 自己獨立開發redis智能客戶端

主要實現redis slots管理，failover，一致性hash功能。

4、Redis 3.0集群

Redis 3.0集群采用了P2P的模式，完全去中心化。Redis把所有的Key分成了16384個slot，每個Redis實例負責其中一部分slot。集群中的所有信息(節點、端口、slot等)，都通過節點之間定期的數據交換而更新。

Redis客戶端在任意一個Redis實例發出請求，如果所需數據不在該實例中，通過重定向命令引導客戶端訪問所需的實例。

Redis 3.0集群的工作流程如下圖所示。

Redis集群內的機器定期交換數據，工作流程如下：

（1） Redis客戶端在Redis2實例上訪問某個數據；

（2）在Redis2內發現這個數據是在Redis3這個實例中，給Redis客戶端發送一個重定向的命令；

（3） Redis客戶端收到重定向命令后，訪問Redis3實例獲取所需的數據。

Redis 3.0的集群方案有以下兩個問題：

1)       一個Redis實例具備了“數據存儲”和“路由重定向”，完全去中心化的設計。這帶來的好處是部署非常簡單，直接部署Redis就行，不像Codis有那么多的組件和依賴。但帶來的問題是很難對業務進行無痛的升級，若哪天Redis集群出了什么嚴重的Bug，就只能回滾整個Redis集群。

2)       對協議進行了較大的修改，對應的Redis客戶端也需要升級。升級Redis客戶端后誰能確保沒有Bug？而且對于線上已經大規模運行的業務，升級代碼中的Redis客戶端也是一個很麻煩的事情。

5、Redis4.0

(1)所有的redis節點彼此互聯(PING-PONG機制)，內部使用二進制協議優化傳輸速度和帶寬；

(2)節點的Fail是通過集群中超過半數的節點檢測失效時才生效；

(3)客戶端與redis節點直連，不需要中間proxy層。客戶端不需要連接集群所有節點，連接集群中任何一個可用節點即可；

(4)redis-cluster把所有的物理節點映射到[0-16383]slot(插槽)上，cluster 負責維護node<->slot<->value。

以上是“Redis集群架構及對比的示例”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！