redis_cluster集群原理

1.Redis Cluster

 	什么是Redis-Cluster

为何要搭建Redis集群。Redis是在内存中保存数据的，而我们的电脑一般内存都不大，这也就意味着Redis不适合存储大数据，适合存储大数据的是Hadoop生态系统的Hbase或者是MogoDB。Redis更适合处理高并发，一台设备的存储能力是很有限的，但是多台设备协同合作，就可以让内存增大很多倍，这就需要用到集群。
Redis集群搭建的方式有多种，例如使用客户端分片、Twemproxy、Codis等，但从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，它是Redis官方提出的解决方案，Redis-Cluster采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。
其redis-cluster架构图如下：

客户端与 redis 节点直连,不需要中间 proxy 层.客户端不需要连接集群所有节点连接集群中任何一个可用节点即可。
所有的 redis 节点彼此互联(PING-PONG 机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.
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2.分布存储机制-槽

• （1）redis-cluster 把所有的物理节点映射到[0-16383]slot 上,cluster 负责维护
  node<->slot<->value
  （2）Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。
  例如三个节点：槽分布的值如下：
  
  Redis可以无限扩展集群吗？当然不行，Redis最多集群16383台节点，只有这1万多个节点，够我们用吗？
  号称全球最大的Redis集群维护商，新浪微博的工程师们曾经在多个公开场合都讲到过，微博平台当前在使用并维护着可能是世界上最大的Redis集群，其中最大的一个业务，单个业务使用了超过 10T 的内存，这里说的就是微博关系服务。
  全球最大的Redis集群才用了10T数据，换算一下，按现在普通服务器都有50GB左右内存的机器，10T也就相当于: (10 * 1024)/50 =204.8，差不多205台机器。

3.容错机制-投票

（1）选举过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与故障节点通信超过(cluster-node-timeout),认为该节点故障，自动触发故障转移操作. 故障节点对应的从节点自动升级为主节点
（2）什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?
如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态.