Redis Sentinel 及 Redis Cluster

Redis Sentinel

Redis-Sentinel(哨兵模式)是Redis官方推荐的高可用性(HA)解决方案，当用Redis做Master-slave的高可用方案时，假如master宕机了，Redis本身(包括它的很多客户端)都没有实现自动进行主备切换，而Redis-sentinel本身也是一个独立运行的进程，它能监控多个master-slave集群，发现master宕机后能进行自懂切换。它的主要功能有以下几点：

• 不时地监控redis是否按照预期良好地运行;

• 如果发现某个redis节点运行出现状况，能够通知另外一个进程(例如它的客户端);

• 能够进行自动切换。当一个master节点不可用时，能够选举出master的多个slave(如果有超过一个slave的话)中的一个来作为新的master,其它的slave节点会将它所追随的master的地址改为被提升为master的slave的新地址。

Sentinel其实就是Client和Redis之间的桥梁，所有的客户端都通过Sentinel程序获取Redis的Master服务。

• 首先Sentinel是集群部署的，Client可以链接任何一个Sentinel服务所获的结果都是一致的。

• 其次，所有的Sentinel服务都会对Redis的主从服务进行监控，当监控到Master服务无响应的时候，Sentinel内部进行仲裁，从所有的 Slave选举出一个做为新的Master。并且把其他的slave作为新的Master的Slave。

• 最后通知所有的客户端新的Master服务地址。如果旧的Master服务地址重新启动，这个时候，它将被设置为Slave服务。

  Sentinel 可以管理master-slave节点，但是如果Sentinel是单节点的话，如果Sentinel宕机了，那master-slave这种模式就不能发挥其作用了。幸好Sentinel也支持集群模式，Sentinel的集群模式主要有以下几个好处：

  • 即使有一些sentinel进程宕掉了，依然可以进行redis集群的主备切换；
  • 如果只有一个sentinel进程，如果这个进程运行出错，或者是网络堵塞，那么将无法实现redis集群的主备切换（单点问题）;
  • 如果有多个sentinel，redis的客户端可以随意地连接任意一个sentinel来获得关于redis集群中的信息。

Redis Sentinel 集群模式的 “仲裁会”(多个Redis Sentinel共同商量谁是Redis 的 master节点)

当一个master被sentinel集群监控时，需要为它指定一个参数，这个参数指定了当需要判决master为不可用，并且进行failover时，所需要的sentinel数量，本文中我们暂时称这个参数为票数,不过，当failover主备切换真正被触发后，failover并不会马上进行，还需要sentinel中的大多数sentinel授权后才可以进行failover。当ODOWN时，failover被触发。failover一旦被触发，尝试去进行failover的sentinel会去获得“大多数”sentinel的授权（如果票数比大多数还要大的时候，则询问更多的sentinel)这个区别看起来很微妙，但是很容易理解和使用。

例如，集群中有5个sentinel，票数被设置为2，当2个sentinel认为一个master已经不可用了以后，将会触发failover，但是，进行failover的那个sentinel必须先获得至少3个sentinel的授权才可以实行failover。如果票数被设置为5，要达到ODOWN状态，必须所有5个sentinel都主观认为master为不可用，要进行failover，那么得获得所有5个sentinel的授权。

Redis Cluster

• 所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。
• 节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。
• 客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。
• redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上（不一定是平均分配）,cluster 负责维护node<->slot<->value。
• Redis集群预分好16384个桶，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，根据 CRC16(key) mod 16384的值，决定将一个key放到哪个桶中。

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。

redis cluster节点分配

三个主节点分别是：A, B, C 三个节点，可以是一台机器上的三个端口，也可以是三台不同的服务器。那么，采用哈希槽 (hash slot)的方式来分配16384个slot 的话，它们三个节点分别承担的slot 区间是：

• 节点A覆盖0－5460;
• 节点B覆盖5461－10922;
• 节点C覆盖10923－16383.
• 获取数据：如果存入一个值，按照redis cluster哈希槽的算法： CRC16(‘key’)384 = 6782。 那么就会把这个key 的存储分配到 B 上了。同样，当我连接(A,B,C)任何一个节点想获取’key’这个key时，也会这样的算法，然后内部跳转到B节点上获取数据
• 新增一个主节点：新增一个节点D，redis cluster的这种做法是从各个节点的前面各拿取一部分slot到D上：
  • 节点A覆盖1365-5460
  • 节点B覆盖6827-10922
  • 节点C覆盖12288-16383
  • 节点D覆盖0-1364,5461-6826,10923-12287
• 同样删除一个节点也是类似，移动完成后就可以删除这个节点了。

主从模式;

redis cluster 为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉
集群有ABC三个主节点, 如果这3个节点都没有加入从节点，如果B挂掉了，我们就无法访问整个集群了。A和C的slot也无法访问。
所以在集群建立的时候，一定要为每个主节点都添加了从节点, 比如像这样, 集群包含主节点A、B、C, 以及从节点A1、B1、C1, 那么即使B挂掉系统也可以继续正确工作。
B1节点替代了B节点，所以Redis集群将会选择B1节点作为新的主节点，集群将会继续正确地提供服务。 当B重新开启后，它就会变成B1的从节点。不过需要注意，如果节点B和B1同时挂了，Redis集群就无法继续正确地提供服务了。

综上：sentinel是解决HA问题的，cluster是解决sharding问题的，两者经常一起用。
哨兵是解决了 Redis 的高可用，而 cluster 则是解决了 Redis 的高并发