淺析redis cluster介紹與gossip協(xié)議

一、redis cluster 介紹

• 自動(dòng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，每個(gè) master 上放一部分?jǐn)?shù)據(jù)
• 提供內(nèi)置的高可用支持，部分 master 不可用時(shí)，還是可以繼續(xù)工作的

redis cluster架構(gòu)下的每個(gè)redis都要開放兩個(gè)端口號(hào)，比如一個(gè)是6379，另一個(gè)就是加1w的端口號(hào)16379。

• 6379端口號(hào)就是redis服務(wù)器入口。
• 16379端口號(hào)是用來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間通信的，也就是 cluster bus 的東西，cluster bus 的通信，用來進(jìn)行故障檢測(cè)、配置更新、故障轉(zhuǎn)移授權(quán)。cluster bus 用的是一種叫g(shù)ossip 協(xié)議的二進(jìn)制協(xié)議，用于節(jié)點(diǎn)間高效的數(shù)據(jù)交換，占用更少的網(wǎng)絡(luò)帶寬和處理時(shí)間。

二、節(jié)點(diǎn)間的內(nèi)部通信機(jī)制

集群元數(shù)據(jù)的維護(hù)有兩種方式：集中式、Gossip 協(xié)議。
redis cluster 節(jié)點(diǎn)間采用 gossip 協(xié)議進(jìn)行通信。

1. 集中式

將集群元數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。典型代表是大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的 storm。它是分布式的大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算引擎，是集中式的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，底層基于 zookeeper對(duì)所有元數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)維護(hù)。

優(yōu)點(diǎn)

元數(shù)據(jù)的讀取和更新時(shí)效性非常好，元數(shù)據(jù)的變更都能立即更新到集中式存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中，其它節(jié)點(diǎn)讀取的時(shí)候就可以感知到；

缺點(diǎn)

所有的元數(shù)據(jù)的更新壓力全部集中在一個(gè)地方，可能會(huì)導(dǎo)致元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)有壓力。

2. gossip 協(xié)議

redis 維護(hù)集群元數(shù)據(jù)采用的是gossip 協(xié)議，所有節(jié)點(diǎn)都持有一份元數(shù)據(jù)，不同的節(jié)點(diǎn)如果出現(xiàn)了元數(shù)據(jù)的變更，就不斷將元數(shù)據(jù)發(fā)送給其它的節(jié)點(diǎn)，讓其它節(jié)點(diǎn)也進(jìn)行元數(shù)據(jù)的變更。

優(yōu)點(diǎn)

元數(shù)據(jù)的更新比較分散，不是集中在一個(gè)地方，降低了壓力；

缺點(diǎn)

元數(shù)據(jù)的更新有延時(shí)，可能導(dǎo)致集群中的一些操作會(huì)有一些滯后。

三、深入剖析gossip 協(xié)議

gossip 協(xié)議包含多種消息，包含 ping、pong、meet、fail等等。

meet：某個(gè)節(jié)點(diǎn)在內(nèi)部發(fā)送了一個(gè)gossip meet 消息給新加入的節(jié)點(diǎn)，通知那個(gè)節(jié)點(diǎn)去加入我們的集群。然后新節(jié)點(diǎn)就會(huì)加入到集群的通信中

redis-trib.rb add-node

• ping：每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)頻繁給其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送 ping，其中包含自己的狀態(tài)還有自己維護(hù)的集群元數(shù)據(jù)，互相通過 ping 交換元數(shù)據(jù)。
• pong：ping 和 meet消息的返回響應(yīng)，包含自己的狀態(tài)和其它信息，也用于信息廣播和更新。
• fail：某個(gè)節(jié)點(diǎn)判斷另一個(gè)節(jié)點(diǎn) fail 之后，就發(fā)送 fail 給其它節(jié)點(diǎn)，通知其它節(jié)點(diǎn)說這個(gè)節(jié)點(diǎn)已宕機(jī)。

繼續(xù)深入剖析ping消息

• ping 時(shí)要攜帶一些元數(shù)據(jù)，如果很頻繁，可能會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。因此，一般每個(gè)節(jié)點(diǎn)每秒會(huì)執(zhí)行 10 次 ping，每次會(huì)選擇 5 個(gè)最久沒有通信的其它節(jié)點(diǎn)。
• 當(dāng)然如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)節(jié)點(diǎn)通信延時(shí)達(dá)到了 cluster_node_timeout / 2，那么立即發(fā)送 ping，避免數(shù)據(jù)交換延時(shí)過長(zhǎng)導(dǎo)致信息嚴(yán)重滯后。比如說，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都 10 分鐘沒有交換數(shù)據(jù)了，那么整個(gè)集群處于嚴(yán)重的元數(shù)據(jù)不一致的情況，就會(huì)有問題。所以 cluster_node_timeout 可以調(diào)節(jié)，如果調(diào)得比較大，那么會(huì)降低 ping 的頻率。
• 每次 ping，會(huì)帶上自己節(jié)點(diǎn)的信息，還有就是帶上 1/10 其它節(jié)點(diǎn)的信息，發(fā)送出去，進(jìn)行交換。至少包含 3 個(gè)其它節(jié)點(diǎn)的信息，最多包含 總節(jié)點(diǎn)數(shù)減 2 個(gè)其它節(jié)點(diǎn)的信息。

10000 端口：
每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)專門用于節(jié)點(diǎn)間通信的端口，就是自己提供服務(wù)的端口號(hào)+10000，比如 6379，那么用于節(jié)點(diǎn)間通信的就是16379端口。每個(gè)節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間都會(huì)往另外幾個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送 ping 消息，同時(shí)其它幾個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到 ping 之后返回 pong。
交換的信息：信息包括故障信息，節(jié)點(diǎn)的增加和刪除，hash slot 信息等等。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于redis cluster介紹與gossip協(xié)議的文章就介紹到這了,更多相關(guān)redis cluster和gossip協(xié)議內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！