redis sharding方案

2017-12-30 11:27:35来源:oschina作者:xiaomin0322人点击

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redis sharding方案 博客分类: 缓存

redis sharding方案

Redis集群的目的是实现数据的横向伸缩,把一块数据分片保存到多个机器,可以横向扩展数据库大小,扩展带宽,计算能力等。


实现数据分片(集群)方式大致有三种:


(1)客户端实现数据分片

即客户端自己计算数据的key应该在哪个机器上存储和查找,此方法的好处是降低了服务器集群的复杂度,客户端实现数据分片时,服务器是独立的,服务器之前没有任何关联。多数redis客户端库实现了此功能,也叫sharding,这种方式的缺点是客户端需要实时知道当前集群节点的联系信息,同时,当添加一个新的节点时,客户端要支持动态sharding.,多数客户端实现不支持此功能,需要重启redis。另一个弊端是redis的HA需要额外考虑。

(2)服务器实现数据分片

其理论是,客户 端随意与集群中的任何节点通信,服务器端负责计算某个key在哪个机器上,当客户端访问某台机器时,服务器计算对应的key应该存储在哪个机器,然后把结 果返回给客户端,客户端再去对应的节点操作key,是一个重定向的过程,此方式是redis3.0正在实现,目前处于beta版本, Redis 3.0的集群同时支持HA功能,某个master节点挂了后,其slave会自动接管。


服务器端实现集群需要客户端语言实现服务器集群的协议,目前java,php,ruby语言多数有redis-cluster客户端实现版本。



Redis Cluster原理http://www.cnblogs.com/foxmailed/p/3630875.html



Redis Cluster 是Redis的集群实现,内 置数据自动分片机制,集群内部将所有的key映射到16384个Slot中,集群中的每个Redis Instance负责其中的一部分的Slot的读写。集群客户端连接集群中任一Redis Instance即可发送命令,当Redis Instance收到自己不负责的Slot的请求时,会将负责请求Key所在Slot的Redis Instance地址返回给客户端,客户端收到后自动将原请求重新发往这个地址,对外部透明。一个Key到底属于哪个Slot由crc16(key) % 16384 决定。



关于负载均衡,集群的Redis Instance之间可以迁移数据,以Slot为单位,但不是自动的,需要外部命令触发。



关于集群成员管理,集群的节点(Redis Instance)和节点之间两两定期交换集群内节点信息并且更新,从发送节点的角度看,这些信息包括:集群内有哪些节点,IP和PORT是什么,节点名 字是什么,节点的状态(比如OK,PFAIL,FAIL,后面详述)是什么,包括节点角色(master 或者 slave)等。



关于可用性,集群由N组主从Redis Instance组成。主可以没有从,但是没有从 意味着主宕机后主负责的Slot读写服务不可用。


一个主可以有多个从,主宕机时,某个从会被提升为主,具体哪个从被提升为主,协议类似于Raft,参见这里。如何检测主宕机?Redis Cluster采用quorum+心跳的机制。从 节点的角度看,节点会定期给其他所有的节点发送Ping,cluster-node-timeout(可配置,秒级)时间内没有收到对方的回复,则单方面 认为对端节点宕机,将该节点标为PFAIL状态。通过节点之间交换信息收集到quorum个节点都认为这个节点为PFAIL,则将该节点标记为FAIL, 并且将其发送给其他所有节点,其他所有节点收到后立即认为该节点宕机。从这里可以看出,主宕机后,至少cluster-node-timeout时间内该 主所负责的Slot的读写服务不可用。




Redis Cluster Slots是什么?http://www.zhizhihu.com/html/y2014/4590.html


举个栗子,Redis Cluster下,三个master,三个slave,即每个master有一个slave,那么slots是如何划分的呢?


>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...


Using 3 masters:


127.0.0.1:7000


127.0.0.1:7001


127.0.0.1:7002


Adding replica 127.0.0.1:7003 to 127.0.0.1:7000


Adding replica 127.0.0.1:7004 to 127.0.0.1:7001


Adding replica 127.0.0.1:7005 to 127.0.0.1:7002


M: 09a89f7e08b7c00707e3507bea8016e9b4719d78 127.0.0.1:7000


slots:0-5460 (5461 slots) master


M: ddb8a2bc9b93b56a84d8e4c964af24e317767028 127.0.0.1:7001


slots:5461-10922 (5462 slots) master


M: 77335ea34c3d9fcff3a9bf55c1a73490a7153c29 127.0.0.1:7002


slots:10923-16383 (5461 slots) master


S: 67ebdad9de818b13267c1779a941553e88798525 127.0.0.1:7003


replicates 09a89f7e08b7c00707e3507bea8016e9b4719d78


S: a3f6c70725c25f92c35816966aee9ee7248e4a33 127.0.0.1:7004


replicates ddb8a2bc9b93b56a84d8e4c964af24e317767028


S: 2a58a4ca50e0ad733e83be3eb4cbbc8d9103fbbe 127.0.0.1:7005


注意这里,


M: 09a89f7e08b7c00707e3507bea8016e9b4719d78 127.0.0.1:7000


slots:0-5460 (5461 slots) master


M: ddb8a2bc9b93b56a84d8e4c964af24e317767028 127.0.0.1:7001


slots:5461-10922 (5462 slots) master


M: 77335ea34c3d9fcff3a9bf55c1a73490a7153c29 127.0.0.1:7002


slots:10923-16383 (5461 slots) master


好了,可以看到slots就是这样分配的。


如果一个key经过crc16后,如果他的slot为16381,那么他就在id为77335ea34c3d9fcff3a9bf55c1a73490a7153c29 的master上。


(3)通过代理服务器实现数据分片

此方式是借助一个代理服务器实现数据分片,客户端直接与proxy联系,proxy计算集群节点信息,并把请求发送到对应的集群节点。降低了客户端的复杂度,需要proxy收集集群节点信息。Twemproxy是twitter开源的,实现这一功能的proxy。这个实现方式在客户端和服务器之间加了一个proxy,但这是在redis 3.0稳定版本出来之前官方推荐的方式。


结合 redis-sentinel 的HA方案,是个不错的组合。


参考:http://www.zhizhihu.com/html/y2014/4590.html


http://www.cnblogs.com/foxmailed/p/3630875.html


http://itindex.net/detail/51037-redis-%E9%9B%86%E7%BE%A4

http://my.oschina.net/xinxingegeya/blog/391740?p=1


http://m.blog.csdn.net/blog/wenzhibinbin_pt/22808939


http://blog.csdn.net/lang_man_xing/article/details/38405269


http://m.blog.csdn.net/blog/hjx_1000/38304081

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