Redis集群规范
Redis集群规范
什么是 Redis 集群
- 分布式(distributed)
- 容错(fault-tolerant)
- 是普通单机 Redis 所能使用的功能的一个子集(subset)。
集群的容错功能:
- 主节点和从节点使用完全相同的服务器实现, 它们的功能(functionally)也完全一样, 但从节点通常仅用于替换失效的主节点。
- 如果不需要保证“先写入,后读取”操作的一致性(read-after-write consistency), 那么可以使用从节点来执行只读查询。
Redis 集群实现的功能子集
- Redis 集群支持所有处理
单个数据库键的命令
。不支持多个数据库键的复杂计算操作
, 比如集合的并集操作、合集操作。- Redis 集群不支持多数据库功能,只是用默认
0
号数据库。- 不能使用
SELECT
命令。
Redis 集群协议中的客户端和服务器
Redis 集群中的节点包含如下功能:
- 持有键值对数据。
- 记录集群的状态,包括键到正确节点的映射(mapping keys to right nodes)。
自动发现其他节点
,识别工作不正常的节点,并在有需要时,在从节点中选举出新的主节点
。- 节点间通过 TCP 连接建立联系,使用二进制协议进行通讯。
节点之间使用 Gossip
协议来进行通信:
传播(propagate)关于集群的信息,以此来发现新的节点。
- 向其他节点发送
PING
数据包,以此来检查目标节点是否正常运作
。- 在特定事件发生时,
发送集群信息
。
title: ASK转向和MOVED转向
客户端->node1:发送处理命令
node1->客户端:failover,返回 `-MOVED` 或者 `-ASK` 转向(redirection)错误
客户端->node2:发送处理命令(如果返回命令指定发送节点,则发送到指定节点)
- 理论上来说, 客户端是无须保存集群状态信息的
- 客户端可以将键和节点之间的映射信息保存起来,可以有效地减少可能出现的转向次数,以提升命令执行的效率。
键分布模型
- Redis 集群的键空间被分割为 16384 个槽(slot)
- 集群的最大节点数量也是 16384 个。
- 推荐的最大节点数量为
1000
个左右。
将键映射到slot的算法:
HASH_SLOT = CRC16(key) mod 16384
集群节点属性
节点ID是一个十六进制表示的 160 位随机数,第一次启动时由操作系统 /dev/urandom
生成。
- 节点所使用的 IP 地址和 TCP 端口号。
- 节点的标志(flags)。
- 节点负责处理的哈希slot。
- 节点最近一次使用集群连接发送 PING 数据包(packet)的时间。
- 节点最近一次在回复中接收到 PONG 数据包的时间。
- 集群将该节点标记为下线的时间。
- 该节点的从节点数量。
- 如果该节点是从节点的话,那么它会记录主节点的节点 ID 。 如果这是一个主节点的话,那么主节点 ID 这一栏的值为 0000000 。
节点握手
- 节点总是应答(accept)来自集群连接端口的连接请求, 并对接收到的
PING
数据包进行回复- 所有
PING
数据包都会接收并回复,不管PING
命令是否来自集群节点内部;非集群节点PING
数据包则会拒绝。
是否同属于一个节点的判断方法:
- 1、节点在收到管理员显式地向它发送
CLUSTER MEET ip port
命令时,向另一个节点发送MEET
信息,来强制让接收信息的节点承认发送信息的节点为集群中的一员。- 2、 如果一个可信节点向另一个节点传播第三者节点的信息,那么接收信息的那个节点也会将第三者节点识别为集群中的一员。
MOVED 转向
如果在处理某个命令时查找到key所属的槽不是由该节点处理的话,节点将查看自身内部所保存的哈希slot到节点 ID 的映射记录, 并向客户端回复一个 MOVED
错误。
注意, 当集群处于稳定状态时:
- 所有客户端最终都会保存有一个哈希slot至节点的映射记录(map of hash slots to nodes),使得集群非常高效:
- 客户端可以直接向正确的节点发送命令请求, 无须转向、代理或者其他任何可能发生单点故障(single point failure)的实体(entiy)。
集群在线重配置(live reconfiguration)
- Redis 集群支持在集群运行的过程中添加或者移除节点。
- 节点的添加操作和节点的删除操作类似,都是将哈希slot从一个节点移动到另一个节点。
命理负责管理集群节点的slot转换表(slots translation table)。
CLUSTER 命令可用的子命令:
- 指派节点: CLUSTER ADDSLOTS slot1 [slot2] ... [slotN]
- 删除节点: CLUSTER DELSLOTS slot1 [slot2] ... [slotN]
- 将指定的slot指派给node节点: CLUSTER SETSLOT slot NODE node
- 将给定节点
node
中的slot
迁移出节点:CLUSTER SETSLOT slot MIGRATING node- 将给定
slot
导入到节点node
: CLUSTER SETSLOT slot IMPORTING node
title: ASK转向和MOVED转向
客户端->node1
node1->node1:MIGRATING,迁出状态
客户端->node1:当节点是MIGRATING状态时,仍然会接收命令
node1->node1:MIGRATING,slot仍在该节点则处理
node1->node1:MIGRATING,slot已经迁移
node1->客户端:返回一个 `-ASK` 转向(redirection)错误
客户端->node2:IMPORTING,导入状态
客户端->node2:发送命令,会拒绝
node2->客户端:拒绝
node2->node2:收到 `ASKING` 命令后
客户端->node2:才会接受关于这个槽的命令请求。
node2->node2:处理请求
node2->客户端:返回结果
node1->node1:迁移完成
客户端->node1:发送命令
node1->客户端:发送MOVE转向命令,完成长期转向
客户端->node2:后续命令均会发送到新的节点中
注意事项:尽管 MIGRATE 非常高效, 对一个键非常多、并且键的数据量非常大的集群来说, 集群重配置还是会占用大量的时间, 可能会导致集群没办法适应那些对于响应时间有严格要求的应用程序。
ASK 转向
ASK
转向和MOVE
转向的区别:
- ASK 转向仅仅在下一个命令请求中转向至另一个节点。
- MOVE 转向则是长期转向另一个节点。
操作步骤见 MOVE 转向
容错
节点失效检查办法
一个节点要将另一个节点标记为失效, 必须先询问其他节点的意见, 并且得到大部分主节点的同意才行。
title:节点失效检查办法
node1->node2:发送PING命令
node1->node1:超时未收到回复
node1->node1:将node2标记为`PFAIL`
node1->nodeN:随机地广播三个已知节点
nodeN->node1:返回节点状态报告,node2 FAIL
node1->node1:大部分节点标记 node2 FAIL
node1->nodeOther:集群广播该节点失效
nodeOther->nodeOther:node2失效
移除节点的 FAIL
状态:
- 如果被标记为 FAIL 的是从节点, 那么当这个节点重新上线时, FAIL 标记就会被移除。
- 如果一个主节点被打上 FAIL 标记之后, 经过了节点超时时限的四倍时间, 再加上十秒钟之后, 针对这个主节点的槽的故障转移操作仍未完成, 并且这个主节点已经重新上线的话, 那么移除对这个节点的 FAIL 标记。
当节点不可用或者某个slot不能正常使用,整个集群会停止处理任何命令。
集群进入FAIL
状态的两种情况:
- 至少有一个哈希槽不可用,因为负责处理这个槽的节点进入了
FAIL
状态。- 集群中的大部分主节点都进入下线状态。当大部分主节点都进入
PFAIL
状态时,集群也会进入 FAIL 状态。
从节点选举
一个从节点要提升为主节点需要满足如下条件:
- 这个节点是已下线主节点的从节点。
- 已下线主节点负责处理的槽数量非空。
- 从节点的数据被认为是可靠的, 也即是, 主从节点之间的复制连接(replication link)的断线时长不能超过节点超时时限(node timeout)乘以 REDIS_CLUSTER_SLAVE_VALIDITY_MULT 常量的积。
title:节点选举
nodeMaster1->nodeMaster1: 下线
nodeMaster1->nodeMaster1: slot数量非空
nodeMaster1->nodeSlave1:
nodeSlave1->nodeSlave1: 断线时长不能超过节点超时时限(node timeout)乘以\n REDIS_CLUSTER_SLAVE_VALIDITY_MULT 的积。
nodeSlave1->nodeOtherMaster: 是否允许升级为新的主节点
nodeOtherMaster->nodeOtherMaster: nodeSlave1 是一个从节点,\n并且它所属的主节点处于FAIL状态
nodeOtherMaster->nodeOtherMaster: nodeSlave1 从节点的节点ID所在主节点下\n所有从节点中最小的
nodeOtherMaster->nodeOtherMaster: nodeSlave1 状态正常
nodeOtherMaster->nodeSlave1: 大部分节点授权 nodeSlave1 成为主节点
nodeSlave1->nodeSlave1: 执行故障转移
nodeSlave1->nodeOtherMaster: 通过 PONG 数据包(packet)告知其他节点,\n这个节点现在是主节点了。
nodeSlave1->nodeOtherMaster: 通过 PONG 数据包告知其他节点,\n这个节点是一个已升级的从节点(promoted slave)。
nodeSlave1->nodeSlave1: 接管 nodeMaster1 下线的所有slot
nodeSlave1->nodeOtherMaster: 显式地向所有节点广播一个 PONG 数据包
nodeSlave1->nodeSlave1: 该主节点下所有 slot 均会被更新,
nodeSlave1->nodeSlaveOther: 所有从节点会察觉到 PROMOTED 标志,\n并开始对新的主节点(nodeSlave1)进行复制。
nodeSlave1->nodeMaster1: 上线,则将自身调整为现任主节点的从节点。
Redis集群规范的更多相关文章
- Redis 集群规范
什么是 Redis 集群??Redis 集群是一个分布式(distributed).容错(fault-tolerant)的 Redis 实现,集群可以使用的功能是普通单机 Redis 所能使用的功能的 ...
- [个人翻译]Redis 集群教程(上)
官方原文地址:https://redis.io/topics/cluster-tutorial 水平有限,如果您在阅读过程中发现有翻译的不合理的地方,请留言,我会尽快修改,谢谢. 这是 ...
- Redis 集群的安装
Redis 集群介绍.特性.规范等Redis 集群的安装(Redis3.0.3 + CentOS6.6_x64)要让 Redis3.0 集群正常工作至少需要 3 个 Master 节点,要想实现高可用 ...
- centos redis集群搭建
说明: 10.0.0.111部署6500,6501,6502三个主节点 10.0.0.222部署6500,6501,6502三个备份节点 1.安装redis:略 2.配置内核参数 # 配置 vm.ov ...
- Redis集群入门
官方文章: https://redis.io/topics/cluster-tutorial#redis-cluster-configuration-parameters 本文永久地址: https: ...
- Redis集群进阶之路
Redis集群规范 本文档基于Redis 3.X或更高版本,讲解Redis集群算法以及设计原理.此官方文档长期更新且随着Redis新版本特性的变化变动,详细请留意官网. 官网地址:https://re ...
- Redis项目实战---应用及理论(二)---Redis集群原理
一. Redis官方推荐集群方案:Redis Cluster 适用于redis3.0以后版本, redis cluster 是redis官方提供的分布式解决方案,在3.0版本后推出的,有 ...
- Dubbo入门到精通学习笔记(十五):Redis集群的安装(Redis3+CentOS)、Redis集群的高可用测试(含Jedis客户端的使用)、Redis集群的扩展测试
文章目录 Redis集群的安装(Redis3+CentOS) 参考文档 Redis 集群介绍.特性.规范等(可看提供的参考文档+视频解说) Redis 集群的安装(Redis3.0.3 + CentO ...
- redis集群命令及常规操作
集群命令 [root@redis06 etc]# redis-cli --cluster help Cluster Manager Commands: create host1:port1 ... h ...
随机推荐
- laravel console - 自定义命令
在改造一个支付流程,新的流程加入了一个新的数据表字段,但是这个新的字段需要通过计算来填充,所以为了兼容历史数据,必须将已有的数据行重新计算一遍该字段. 这时使用 laravel console 命令就 ...
- ADO.NET的五大对象【转】
ADO.NET是一组用于和数据源进行交换的面向对象类库.通常情况下,数据源是数据库,也可以是文本文件.Excel表或XML文件.ADO.NET的主要类对象有Connection.Command.Dat ...
- Windows系统下oracle数据库每天定时备份
第一步:建立备份脚本oraclebackup.bat 首先建立一个备份bat文件,在D盘下新建备份目录oraclebackup,将oracle安装目录下的EXP.EXE复制到此目录下,再新建一个文本文 ...
- Rookey.Frame v1.0快速开发平台-整体介绍
Rookey.Frame v1.0是一套基于.NET MVC的极速开发框架,支持简单逻辑模块零代码编程.支持二次开发,具有高扩展性.高复用性.高伸缩性. 框架特点 (1)简单逻辑模块实现零代码编程,通 ...
- Unix/Linux中/usr目录的由来
在Linux系统中,有一个很重要的目录——/usr目录.关于这个目录名称的由来,网上主要有下面几种说法: user的缩写 User Shareable Read-only的缩写 Unix/User S ...
- Shell命令 中|| &&使用
转自:https://www.cnblogs.com/aaronLinux/p/8340281.html
- Docker 注意事项
一.Dockerfile名字不能是大写. 二.Docker-compares 引用自:https://www.cnblogs.com/wj5633/p/6707012.html 引用自:https:/ ...
- Python replace
一.replace替换 a = "wohaoshuai" a.replace('a','o') wohooshuoi a.replace('a','') wohoshui
- CSS 2. 盒模型|浮动
1.盒模型 盒模型: 在网页中 基本上都会显示一些方方正正的盒子,这种盒子就被我们称为盒模型.重要的属性: width,height,padding,border, margin 盒子模型通过四个边界 ...
- 075 importSTV的使用,与bulkload的使用
一:由HDFS将数据直接导入到HBase中 1.生成TSV文件 2.内容 3.上传到HDFS 4.运行 export HBASE_HOME=/etc/opt/modules/hbase-0.98.6- ...