redis高可用 - redis集群

redis-sentinel方案提供了单点的高可用解决方案,但是当数据量和业务量极速增长时,单点的reids不可能无限的纵向扩容(增大内存),这个时候就需要redis有集群的能力来扛。 redis集群的几种实现方式如下:

  • 客户端分片:优点简单,客户端sharding不支持动态增删节点;劣势很大,服务端Redis实例群拓扑结构有变化时每个客户端都需要更新调整,连接不能共享,当应用规模增大时,资源浪费制约优化。一般不采用。
  • 基于代理的分片:如codis和Twemproxy
  • 路由查询: redis-cluster

Twemproxy

Twemproxy也叫nutcraker,是twtter开源的一个redis和memcache代理服务器程序。redis作为一个高效的缓存服务器,非常具有应用价值。但在用户数据量增大时,需要运行多个redis实例,此时将迫切需要一种工具统一管理多个redis实例,避免在每个客户端管理所有连接带来的不方便和不易维护,Twemproxy即为此目标而生。

主要工作方式

分布式逻辑和存储引擎分开,逻辑层proxy代理,存储用的是原子redis。当每个层面需要添加删除节点必须重启服务生效(要重新利用散列函数生成KEY分片更新)。

Proxy无状态,redis数据层有状态的,客户端可以请求任一proxy代理上面,再由其转发至正确的redis节点,该KEY分片算法至某个节点都是预先已经算好的,在proxy配置文件保存着,但是如果更新或者删除节点,又要根据一致性hash重新计算分片,并且重启服务。

一致性hash算法,增减节点需要配置proxy通知新的算法,重启服务

01

优点:

  • 比较轻,开发简单,对应用几乎透明
  • 历史悠久,方案成熟

缺点:

  • 代理影响性能
  • 无法平滑地扩容/缩容
  • 运维比较困难
  • proxy单点本身会有性能瓶颈

Codis

codis由3大组件构成:

  • codis-server : 修改过源码的redis, 支持slot,扩容迁移等
  • codis-proxy : 支持多线程,go语言实现的内核
  • codis Dashboard : 集群管理工具 提供web图形界面管理集群。 集群元数据存在在zookeeper或etcd。(Zookeeper/etcd存放数据路由表和codis-proxy节点的元信息,codis-config发起的命令通过其同步到各个存活的codis-proxy) 提供独立的组件codis-ha负责redis节点主备切换。 基于proxy的codis,客户端对路由表变化无感知。客户端需要从codis dashhoard调用list proxy命令获取所有proxy列表,并根据自身的轮询策略决定访问哪个proxy节点以实现负载均衡。
    整个集群分为1024个哈希槽,分片算法位SlotId = crc32(key) % 1024,增减节点不需要重启服务

02

主要工作方式

分布式逻辑和存储引擎分开,逻辑层codis-proxy,存储用的是修改过的codis-server,这种好处是proxy层可以自动扩展和收缩,存储层也同样可以,每个层面都可以热插拨。

proxy无状态,codis-server分为组间,每个组存在一个主节点(必须有并且只能有一个)和多个从节点。客户端请求都是和proxy链接,链接哪个proxy都一样,然后由它根据zookeeper路由信息转发至正确节点,直接可以定位到正确节点上

优点:

  • 对应用几乎透明
  • 性能比 Twemproxy 好
  • 有图形化界面,扩容容易,运维方便

缺点:

  • 代理影响性能
  • 组件过多,需要很多机器资源,部署比较难
  • 修改了 Redis 代码,导致和官方无法同步,新特性跟进缓慢

Redis Cluster

主要工作方式

分布式的逻辑和存储引擎不分开,即又负责读写操作,又负责集群交互,升级困难,如果代码有bug,集群无法工作 这个结构为无中心的组织,不好把控集群当前的存活状态,客户端可以向任一节点发送请求,再有其重定向正确的节点上。如果在第一次请求和重定向期间cluster拓扑结构改变,则需要再一次或者多次重定向至正确的节点,但是这方面性能可以忽悠不计
整个集群分为16384个哈希槽,分片算法位SlotId = crc16(key) % 16384,增减节点不需要重启服务。Redis 集群通过 Gossip 协议同步节点信息,基本思想是节点之间互相交换信息最终所有节点达到一致。BTW. redis sentinel集群判定redis主节点down掉也是采用gossip协议。关于Gossip参考wiki

03

优点:

  • 组件 all-in-box,部署简单
  • 性能最快(没有proxy)
  • 自动故障转移、Slot 迁移中数据可用
  • 官方原生集群方案,更新与支持有保障

缺点:

  • 实践不多
  • 客户端开放成本高(客户端不够成熟)
  • 多键操作支持有限
  • reshard 操作不够自动化(redis-trib.rb )

###########################

posted @ 2019-02-15 00:35 robin·张 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏