Question

逻辑架构

Reids 逻辑架构包含 Redis Server 与 Redis-WS，如图 1 所示。

图 1 Redis 逻辑架构

• Redis Server：Redis 组件的核心模块，负责 Redis 协议的数据读写、数据持久化、主从复制、集群功能。
• Redis-WS：Redis WebService 管理模块，主要负责 Redis 集群的创建、扩容、减容、查询、删除等操作，集群管理信息存入 DB 数据库。

备注：每个节点会打开两个 TCP socket。第一个用于标准的 RESP 协议，默认端口是 6369；另一个用于集群间二进制协议，在第一个端口加上 10000。

部署架构~运行模式

表格 Redis 运行模式比较

	单实例模式	集群模式
部署方式	一主多从，一从多从	多主。多个 Redis 实例组合为一个 Redis 集群，共 16384 个槽位均分到各主实例上。
可用性	主实例宕机，服务终止。从实例默认只读。	Redis Sentinel，监控主从节点的实例。主实例故障，由集群中剩余的主实例选举出一个从实例升主，需要半数以上主实例 OK 才能选举。
可伸缩性		Redis 集群可以进行扩容、减容（新实例加入集群或 Redis 实例退出集群），并进行槽位迁移。
性能

备注：单机版的 Redis 是有数据库概念的，并且每个数据库的数据是隔离的不能共享。集群没有数据库概念。

Redis 实例可以部署在一个或多个节点上，且一个节点上也可以部署一个或多个 Redis 实例（FusionInsight HD 平台中，每个节点上 Redis 实例的个数由软件根据节点硬件资源情况计算得出）。

最新版本的 Redis 支持集群功能，可以将多个 Redis 实例组合为一个 Redis 集群，从而对外提供一个分布式 key-value 数据库。集群通过分片（sharding）来进行数据共享，并提供复制和故障转移功能。

单实例模式

单实例模式逻辑部署方式如图 2 所示：

图 2 单实例模式

说明：

• 一个主实例（master）可以对应有多个从实例（slave），从实例本身还可连接从实例。
• 发给主实例的命令请求，主实例会实时同步给从实例进行处理。
• 主实例宕机，从实例不会自动升主。
• 从实例默认只读，在配置了“slave-read-only”为 no 时，从实例也可写。但从实例重启后，会从主实例同步数据，之前写入从实例的数据丢失。
• 多层级从实例的结构，相对所有从实例都直接连接在主实例下的结构，由于减少了主实例需要直接同步的从实例个数，一定程度上能提升主实例的业务处理性能。

可伸缩性：Redis 集群

Redis 集群实现有三种方式：客户端分片、代理分片、RedisCluster

方式	客户端分片	代理分片	RedisCluster
简介	通过业务代码自己实现路由。分区逻辑包含在客户端代码中。	连接到中间件，同中间件来分发请求。代理程序接收到来自业务程序的数据请求，根据路由规则，将这些请求分发给正确的 Redis 实例并返回给业务程序。使用类似 Twemproxy、Codis 等中间件实现。	查询路由，官方集群解决方案。任一客户端查询集群中的随机节点将被路由到包含键的正确节点上。
优点	可以自己控制分片算法、性能比代理的好	运维方便、程序不用关心如何链接 Redis 实例	无中心节点，和客户端直连，性能较好
缺点	维护成本高、扩容/缩容等运维操作都需要自己研发	会带来性能消耗（大概 20%）、无法平滑扩容/缩容，需要执行脚本迁移数据，不方便(Codis 在 Twemproxy 基础上优化并实现了预分片来达到 Auto Rebalance)。	方案太重、无法平滑扩容/缩容，需要执行相应的脚本，不方便、太新，没有相应成熟的解决案例

查询路由：Redis 集群当前的实现方式，典型实现有 Twitter 开源的 Twemproxy。常见方法有范围分区、列表分区等等。

• 范围分区：根据传入键落入特定范围，并将该键划分给此范围所对应的实例。

• 列表分区：为分区指定一个列表值。如果传入键在某分区列表中，则命中此分区。如全国电话号码分布（将前若干位数字作为分区号）。

• 哈希分区：对键进行哈希，结果取模操作（%）。

• 复合分区：范围/列表/哈希组合分区的方式，使用一致性哈希（哈希槽 16384，理论上集群节点数最多 16384 个）。

集群模式

集群模式逻辑部署方式如下图所示：

图 集群模式

说明：

• 多个 Redis 实例组合为一个 Redis 集群，共 16384 个槽位均分到各主实例上。

• 集群中的每个实例都记录有槽位与实例的映射关系，客户端也记录了槽位与实例的映射。客户端根据 key 算 hash 并模 16384 得到槽位 (HASH_SLOT=CRC16(key) module 16384)，根据槽位-实例映射，将消息直接发送到对应实例处理。

• 默认情况，从实例不能读不能写，在线执行 readonly 命令可使从实例可读。

• 主实例故障，由集群中剩余的主实例选举出一个从实例升主，需要半数以上主实例 OK 才能选举。

• cluster-require-full-coverage 配置项指示集群是否要求完整，若配置为 yes，则其中一组主从都故障时，集群状态为 FAIL，整个集群不能处理命令；若配置为 no，则半数以上主实例 OK，集群状态还是 OK。

• Redis 集群可以进行扩容、减容（新实例加入集群或 Redis 实例退出集群），并进行槽位迁移。

• 目前 FusionInsight HD 中的 Redis 集群只支持一主一从模式。

windows 下创建多实例（一主多从）

一个 redis 实例对应一个节点，每个节点对应一个配置文件，可配置一个监听端口。每个节点对应下面的 2-3 步。

1. 配置文件修改： redis.windows-service.conf ，命名为 redis.windows-service-{port}.conf ，如 redis.windows-service-6380.conf

# master port 为 6379
port 6380
slaveof 127.0.0.1 6379

2. 服务注册：命令行输入

redis-server --service-install redis.windows-service-6380.conf --service-name redis6380 --loglevel verbose

3. 服务启动：命令行输入

redis-server --service-start --service-name redis6380

4. 客户端启动：命令行输入

redis-cli.exe -p 6379
redis-cli.exe -p 6380

备注：linux 配置一主多从会更简单点，去除服务注册，直接用 redis-server [conf] 启动。