详解Redis 高可用的方式 Redis Cluster

news2024/11/23 15:20:39

Redis 高可用方式

Redis 提供了多种高可用性方案,主要包括以下几种方式:

主从复制(Replication)

主从复制是最基本的高可用性方案,通过将数据从一个主节点复制到多个从节点来实现数据的冗余和读写分离。主节点负责所有的写操作,而读操作可以在主节点和从节点上进行。

优点是架构简单、部署方便,并且具有高性价比。
缺点是不保证数据的可靠性,故障恢复复杂,且主节点的写能力受到单机的限制。

哨兵模式(Sentinel)

哨兵模式在主从复制的基础上增加了故障转移的功能,通过自动故障转移机制来应对主节点的故障,确保服务的持续可用。哨兵系统持续监控Redis实例的状态,提供更全面的监控信息。

缺点 哨兵模式需要部署和配置额外的哨兵节点,增加了系统的复杂性,并且主节点发生故障后,新的主节点可能会有一段时间的数据不一致,影响数据的准确性。

集群模式(Cluster)

Redis集群通过数据分片(sharding)实现数据的分布式存储,每个节点负责存储一部分数据,同时提供复制和高可用性。

优点 集群模式可以实现数据的水平扩展,提高了系统的性能和存储容量;
同时,集群模式也可以实现高可用性,即使某个节点发生故障,系统仍然可以继续提供服务。
缺点 集群模式的配置和维护相对复杂,需要管理多个节点 。

在选择Redis的高可用性方案时,需要综合考虑业务需求、系统复杂性、性能要求和故障转移需求。
例如,如果业务主要是读取数据,数据量不大,对数据的一致性要求不高,可以选择主从复制模式。
如果业务需要高可用性,即使在主节点发生故障的情况下也需要保证服务的正常运行,可以选择哨兵模式。如果业务数据量大,需要高性能和高可用性,集群模式可能是最佳选择

Redis Cluster 详解

为什么使用

扩展性:Redis Cluster通过数据分片,突破单机限制,提供更大的存储容量和处理能力。
高可用性:集群能够在部分节点故障时继续提供服务,实现自动故障转移。
读写分离:通过主从复制模型,提高读取性能,并在主节点故障时自动进行故障转移 。

原理

Redis Cluster采用无中心结构,数据自动在多个Redis节点间分片。集群中的每个节点都保存数据,并且节点之间相互连接,共享整个集群的状态信息。它使用数据分片(Sharding),通过16384个哈希槽来分配数据,每个键通过CRC16算法(哈希函数(CRC16[key]&16383))映射到0-16383槽内,然后这个槽再分配给集群中的节点 。每个节点维护部分槽及槽所映射的键值数据。哈希函数: Hash()=CRC16[key]&16383 按位与槽与节点的关系如下:
在这里插入图片描述
用 hash 函数将键映射到槽,再由槽指向数据
用 hash 函数将键映射到槽,再古槽措向数据
节点角色
主节点(Master):处理读写请求,维护数据副本,并同步给从节点。
从节点(Slave):复制主节点数据,提供读服务,在主节点故障时可晋升为主节点 。
节点间通信
使用Gossip协议交换集群状态信息,包括节点新增、删除、故障、槽信息变更等。客户端与任意节点建立连接,节点负责将请求转发至正确的主节点 。

redis集群架构图

在这里插入图片描述

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value

redis集群投票:容错
在这里插入图片描述

投票过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超时(cluster-node-timeout),认为当前master节点挂掉.

什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?

如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完整时进入fail状态.
redis-3.0.0.rc1加入cluster-require-full-coverage参数,默认关闭,打开集群兼容部分失败.
如果集群超过半数以上master挂掉,无论是否有slave,集群进入fail状态.

故障检测与自动故障转移:节点间定期发送PING/PONG消息,检测对方是否存活。故障节点的从节点竞选成为新主节点,其他节点更新槽映射与配置,客户端自动重定向 。

数据同步与增量复制:新节点加入或从节点晋升为主节点时,通过RDB快照进行全量同步。主从节点间通过PSYNC命令进行增量数据同步,减少网络开销 。

集群的端口:每个Redis集群节点需要打开两个TCP连接,一个用于客户端连接,另一个用于集群节点间通信,后者使用的是二进制协议 。

Redis Cluster缺陷以及相应解决方法

数据迁移和重新分片的复杂性:
当集群需要扩容或缩容时,数据迁移和重新分片可能是一个复杂的过程。这可能涉及到大量的数据在节点之间移动,对于大型集群来说可能是一个挑战。

解决方法:
使用redis-cli提供的–cluster reshard选项来进行数据迁移,同时监控整个过程以确保数据一致性。

不支持多键操作:
Redis Cluster不支持跨多个节点的多键操作,如MGET或MSET,因为这些操作可能涉及到多个节点的数据。

解决方法:
将相关联的数据分布在同一个槽中,或者在应用层实现数据聚合逻辑。

写操作热点问题:
如果某些键访问非常频繁,可能导致成为写操作的热点,影响性能。

解决方法:
通过合适的数据分布和缓存策略,例如二级缓存或热点数据的预热机制,来避免热点问题。

故障转移和自动故障恢复:
虽然Redis Cluster支持故障转移,但如果主节点和其所有从节点同时宕机,那么该节点的数据将会丢失,集群将不可用。

解决方法:
采用三主三从的架构,实现交叉复制,即使一台主机宕机,其他主机仍然可以继续提供服务。

运维监控挑战:
Redis Cluster的分布式特性使得监控和故障排查更为复杂。

解决方法:
使用专业的监控工具来监控集群状态,如Redis自带的监控命令CLUSTER INFO,以及第三方监控系统。

数据一致性问题:
在网络分区或其他异常情况下,可能会导致数据一致性问题。

解决方法:
通过适当的集群配置和网络优化来减少这些问题的发生,同时在发现问题时使用CLUSTER REPLICATE命令来同步数据。

集群状态同步:
在主节点故障后,新的主节点可能需要一段时间来同步数据,这期间集群可能无法提供服务。

解决方法:
合理配置从节点的数量和分布,确保故障转移时数据同步能够快速完成。

不支持在线扩容:
Redis Cluster不支持在线平滑扩容,扩容时可能需要停机。

解决方法:
通过预先规划容量和使用redis-cli工具进行节点添加和数据迁移来最小化停机时间。

资源利用率问题:
在Redis Cluster中,只有主节点对外提供服务,从节点仅作为备份,这可能导致资源浪费。

解决方法:
合理规划主从节点数量,并通过负载均衡策略来提高资源利用率。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2039832.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

数据结构--数据结构概述

一、数据结构三要素 1. 数据的逻辑结构 数据的逻辑结构是指数据元素之间的关系和组织方式&#xff0c;通常分为线性结构和非线性结构。 线性结构&#xff1a;例如线性表&#xff0c;其中数据元素按照顺序排列&#xff0c;彼此之间存在一对一的关系。 非线性结构&#xff1a;…

android车载手机互联投屏新专题-实战作业布置

背景&#xff1a; 学习了马哥的投屏实战开发课程后&#xff0c;大家都可以实现如下图一样的手机车机多端互联的投屏场景。 即已经实现了手机和车机投屏互动&#xff0c;车机上手机画面屏幕可以与手机实体屏幕一样就是常见的Mirror模式&#xff0c;如果不一样就是课程里面讲的扩…

解析网络流量管理方案:简化基于云的DNS负载均衡

数字化时代&#xff0c;网络规模和流量需求的增长&#xff0c;催生了用户对可用性的需求、管理员对更好的访问和管理等需求。在大型的网络应用中&#xff0c;为保障站点的稳定性&#xff0c;会为服务或站点提供多台服务器&#xff0c;以平均分配每台服务器上的压力&#xff0c;…

上门做饭小程序项目源码功能介绍

上门做饭小程序通常包含以下功能&#xff0c;以便用户方便地享受到上门做饭的服务&#xff1a; 用户注册与登录&#xff1a;允许用户创建账户并登录&#xff0c;管理个人信息和偏好。 菜品浏览与选择&#xff1a;提供各种菜品的列表或菜单&#xff0c;用户可以浏览菜品详情、价…

C++STL详解(五)——list类的具体实现

一.本次所需实现的三个类及其成员函数接口 链表首先要有结点&#xff0c;因此我们需要实现一个结点类。 链表要有管理结点的结构&#xff0c;因此我们要有list类来管理结点。 链表中还要有迭代器&#xff0c;而迭代器的底层其实是指针。但是我们现有的结点类无法完成迭代器的…

在VB.net中,对数据排名次,用LINQ、SortedSet,还是用SortedList速度快

标题 在VB.net中&#xff0c;对数据排名次&#xff0c;用LINQ、SortedSet&#xff0c;还是用SortedList速度快 正文 在VB.NET中&#xff0c;选择最适合你需求的排序和索引方法时&#xff0c;需要考虑到数据的规模、是否需要频繁地更新数据结构、以及是否只需要排序结果或还需要…

【Hadoop】建立圈内组件的宏观认识

01存储02计算03调度04其他05回忆 众多组件们构建了大规模分布式计算和存储平台。本文介绍Hadoop生态圈中各个组件的主要功能和作用&#xff0c;辅助学者理解每个组件的定位和用途&#xff0c;从而建立对圈内组件的宏观认识。梳理清楚HDFS、MapReduce、YARN、Hive、HBase、Spark…

【大模型系列篇】Transformers综述--邱锡鹏

论文标题&#xff1a;A Survey of Transformers 论文作者&#xff1a;Tianyang Lin, Yuxin Wang, Xiangyang Liu, Xipeng Qiu 论文链接&#xff1a;https://arxiv.org/abs/2106.04554 Transformer 在许多人工智能领域&#xff08;如自然语言处理、计算机视觉和音频处理&#…

【区块链+金融服务】山西省信易贷平台 | FISCO BCOS应用案例

2022 年 8 月 8 日&#xff0c;山西省发展改革委按照国家的顶层设计&#xff0c;指导山西股权交易中心建设山西省信易贷平台&#xff0c;包 括三个子平台&#xff1a;一是建设集金融产品超市、融资需求精准匹配、融资监测等于一体的山西省融资综合信用服务平台&#xff1b; 二是…

微信小程序--25(WXSS模板样式了解)

一、WXSS和CSS关系 大部分特性相同 1.wxss独有 rpx尺寸单位import 样式导入 二、rpx 1.原理 rpx将所有屏幕宽度等分为750份&#xff0c;自动换成像素实现屏幕适配 2.rpx与px之间换算 约分计算不同设备比例不同 三、样式导入 1.语法 importt”相对路径“&#xff1b;…

Qt 0814作业

一、思维导图 二、登录窗口界面 自由发挥登录窗口的应用场景&#xff0c;实现一个登录窗口界面 要求&#xff1a;每行代码都有注释 【需要用到的图片或者动图&#xff0c;自己去网上找】 #include "mywidget.h"MyWidget::MyWidget(QWidget *parent): QWidget(par…

Grok-2的Beta版发布

每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗&#xff1f;订阅我们的简报&#xff0c;深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同&#xff0c;从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会&#xff0c;成为AI领…

高阶数据结构(Java):AVL树插入机制的探索

目录 1、概念 1.1 什么是AVL树 2.1 平衡因子 3、AVL树节点的定义 4、AVL树的插入机制 4.1 初步插入节点 4.2 更新平衡因子 4.3 提升右树高度 4.3.1 右单旋 4.3.2 左右双旋 4.4 提升左树高度 4.4.1 左单旋 4.4.2 右左双旋 5、AVL树的验证 6、AVL树的删除 1、概念 …

uni-app 使用九宫格(uni-grid)布局组件

1、运行环境 开发工具为 HBuilder X 4.23, 操作系统为 Windows 11。Vue.js 版本为 3. 2、操作步骤 首先&#xff0c;登录 HBuilder X。然后用桌面浏览器&#xff0c;访问官网组件网址。 https://ext.dcloud.net.cn/plugin?nameuni-grid 在组件网址右上角、点击“下载插…

出差学习笔记(1)汽车智能大灯一键标定功能

出差学习笔记&#xff08;1&#xff09;汽车智能大灯一键标定功能 今天看到了某公司制作的汽车智能大灯的一键标定功能&#xff0c;好奇&#xff0c;遂问之。 车前的两个大灯如何标定&#xff0c;我们可以将车辆开到一片墙前&#xff0c;将一些动态/静态图形打到墙上&#xff0…

Sublime Text常用快捷键大全

Sublime Text 是一款功能强大且广受欢迎的文本编辑器&#xff0c;其丰富的快捷键支持使得开发者能够更高效地编写和编辑代码。以下是 Sublime Text 中一些常用的快捷键&#xff0c;帮助你更加高效地使用这款工具&#xff1a; 功能分类快捷键 (Windows)快捷键 (Mac)新建文件Ctr…

Unity Shader变体优化与故障排除技巧

在 Unity 中编写着色器时&#xff0c;我们可以方便地在一个源文件中包含多个特性、通道和分支逻辑。在构建时&#xff0c;着色器源文件会被编译成着色器程序&#xff0c;这些程序包含一个或多个变体。变体是该着色器在满足一组条件后生成的版本&#xff0c;这通常会导致线性执行…

实验五之用Processing绘画

1.案例代码如下&#xff1a; import generativedesign.*; import processing.pdf.*; import java.util.Calendar; Tablet tablet; boolean recordPDF false; float x 0, y 0; float stepSize 5.0; PFont font; String letters "Sie hren nicht die folgenden Gesnge…

STM32寄存器点亮跑马灯

硬件状况 DS0灯接线方式 链路&#xff1a;3.3V --- DS0 --- LED0 --- PB5 | --- CPU 分析: PB5, 为高电平, 那么DS0灯 熄灭 PB5, 为低电平, 那么DS0灯 亮 PB5的配置 配置PB5引脚为输出模式, 输出高电平(灭), 输出低电平(亮)&#xff0c;配置为推挽输出 PB5 - GP…

前端开发攻略---图片裁剪上传的原理

目录 ​编辑 1、预览本地图片 2、图片裁剪交互 3、上传裁剪区域 1、预览本地图片 <!DOCTYPE html> <html lang"en"><head><meta charset"UTF-8" /><meta name"viewport" content"widthdevice-width, initia…