Redis 单机模式,主从模式,哨兵模式(sentinel),集群模式(cluster),第三方模式优缺点分析

Stella981
• 阅读 818

Redis 的几种常见使用方式包括:

  • 单机模式
  • 主从模式
  • 哨兵模式(sentinel)
  • 集群模式(cluster)
  • 第三方模式

单机模式

Redis 单副本,采用单个 Redis 节点部署架构,没有备用节点实时同步数据,不提供数据持久化和备份策略,适用于数据可靠性要求不高的纯缓存业务场景。

优点:

  1. 架构简单,部署方便。
  2. 高性价比:缓存使用时无需备用节点(单实例可用性可以用 supervisor 或 crontab 保证),当然为了满足业务的高可用性,也可以牺牲一个备用节点,但同时刻只有一个实例对外提供服务。
  3. 高性能。

缺点:

  1. 不保证数据的可靠性。
  2. 在缓存使用,进程重启后,数据丢失,即使有备用的节点解决高可用性,但是仍然不能解决缓存预热问题,因此不适用于数据可靠性要求高的业务。
  3. 高性能受限于单核 CPU 的处理能力(Redis 是单线程机制),CPU 为主要瓶颈,所以适合操作命令简单,排序、计算较少的场景。也可以考虑用 Memcached 替代。

主从模式

Redis 采用主从(可以多从)部署结构,相较于单副本而言最大的特点就是主从实例间数据实时同步,并且提供数据持久化和备份策略。主从实例部署在不同的物理服务器上,根据公司的基础环境配置,可以实现同时对外提供服务和读写分离策略。

优点:

  1. 高可靠性:一方面,采用双机主备架构,能够在主库出现故障时自动进行主备切换,从库提升为主库提供服务,保证服务平稳运行;另一方面,开启数据持久化功能和配置合理的备份策略,能有效的解决数据误操作和数据异常丢失的问题。
  2. 读写分离策略:从节点可以扩展主库节点的读能力,有效应对大并发量的读操作。

缺点:

  1. 故障恢复复杂,如果没有 RedisHA 系统(需要开发),当主库节点出现故障时,需要手动将一个从节点晋升为主节点,同时需要通知业务方变更配置,并且需要让其它从库节点去复制新主库节点,整个过程需要人为干预,比较繁琐。
  2. 主库的写能力受到单机的限制,可以考虑分片。
  3. 主库的存储能力受到单机的限制,可以考虑 Pika。
  4. 原生复制的弊端在早期的版本中也会比较突出,如:Redis 复制中断后,Slave 会发起 psync,此时如果同步不成功,则会进行全量同步,主库执行全量备份的同时可能会造成毫秒或秒级的卡顿;又由于 COW 机制,导致极端情况下的主库内存溢出,程序异常退出或宕机;主库节点生成备份文件导致服务器磁盘 IO 和 CPU(压缩)资源消耗;发送数 GB 大小的备份文件导致服务器出口带宽暴增,阻塞请求,建议升级到最新版本。

哨兵模式

Redis Sentinel 是 2.8 版本后推出的原生高可用解决方案,其部署架构主要包括两部分:Redis Sentinel 集群和 Redis 数据集群。其中 Redis Sentinel 集群是由若干 Sentinel 节点组成的分布式集群,可以实现故障发现、故障自动转移、配置中心和客户端通知。Redis Sentinel 的节点数量要满足 2n+1(n>=1)的奇数个。

优点:

  1. Redis Sentinel 集群部署简单。
  2. 能够解决 Redis 主从模式下的高可用切换问题。
  3. 很方便实现 Redis 数据节点的线形扩展,轻松突破 Redis 自身单线程瓶颈,可极大满足 Redis 大容量或高性能的业务需求。
  4. 可以实现一套 Sentinel 监控一组 Redis 数据节点或多组数据节点。

缺点:

  1. 部署相对 Redis 主从模式要复杂一些,原理理解更繁琐。
  2. 资源浪费,Redis 数据节点中 slave 节点作为备份节点不提供服务。
  3. Redis Sentinel 主要是针对 Redis 数据节点中的主节点的高可用切换,对 Redis 的数据节点做失败判定分为主观下线和客观下线两种,对于 Redis 的从节点有对节点做主观下线操作,并不执行故障转移。
  4. 不能解决读写分离问题,实现起来相对复杂。

集群模式

Redis Cluster 是 3.0 版后推出的 Redis 分布式集群解决方案,主要解决 Redis 分布式方面的需求,比如,当遇到单机内存,并发和流量等瓶颈的时候,Redis Cluster 能起到很好的负载均衡的目的。Redis Cluster 集群节点最小配置 6 个节点以上(3 主 3 从),其中主节点提供读写操作,从节点作为备用节点,不提供请求,只作为故障转移使用。Redis Cluster 采用虚拟槽分区,所有的键根据哈希函数映射到 0~16383 个整数槽内,每个节点负责维护一部分槽以及槽所印映射的键值数据。

优点:

  1. 无中心架构。
  2. 数据按照 slot 存储分布在多个节点,节点间数据共享,可动态调整数据分布。
  3. 可扩展性:可线性扩展到 1000 多个节点,节点可动态添加或删除。
  4. 高可用性:部分节点不可用时,集群仍可用。通过增加 Slave 做 standby 数据副本,能够实现故障自动 failover,节点之间通过 gossip 协议交换状态信息,用投票机制完成 Slave 到 Master 的角色提升。
  5. 降低运维成本,提高系统的扩展性和可用性。

缺点:

  1. Client 实现复杂,驱动要求实现 Smart Client,缓存 slots mapping 信息并及时更新,提高了开发难度,客户端的不成熟影响业务的稳定性。目前仅 JedisCluster 相对成熟,异常处理部分还不完善,比如常见的“max redirect exception”。
  2. 节点会因为某些原因发生阻塞(阻塞时间大于 clutser-node-timeout),被判断下线,这种 failover 是没有必要的。
  3. 数据通过异步复制,不保证数据的强一致性。
  4. 多个业务使用同一套集群时,无法根据统计区分冷热数据,资源隔离性较差,容易出现相互影响的情况。
  5. Slave 在集群中充当“冷备”,不能缓解读压力,当然可以通过 SDK 的合理设计来提高 Slave 资源的利用率。
  6. Key 批量操作限制,如使用 mset、mget 目前只支持具有相同 slot 值的 Key 执行批量操作。对于映射为不同 slot 值的 Key 由于 Keys 不支持跨 slot 查询,所以执行 mset、mget、sunion 等操作支持不友好。
  7. Key 事务操作支持有限,只支持多 key 在同一节点上的事务操作,当多个 Key 分布于不同的节点上时无法使用事务功能。
  8. Key 作为数据分区的最小粒度,不能将一个很大的键值对象如 hash、list 等映射到不同的节点。
  9. 不支持多数据库空间,单机下的 redis 可以支持到 16 个数据库,集群模式下只能使用 1 个数据库空间,即 db 0。
  10. 复制结构只支持一层,从节点只能复制主节点,不支持嵌套树状复制结构。
  11. 避免产生 hot-key,导致主库节点成为系统的短板。
  12. 避免产生 big-key,导致网卡撑爆、慢查询等。
  13. 重试时间应该大于 cluster-node-time 时间。
  14. Redis Cluster 不建议使用 pipeline 和 multi-keys 操作,减少 max redirect 产生的场景。

优点多,缺点也多啊,事物都有双面性。

第三方模式

第三方模式比较少,已知的有 codis,但是好像有段时间没更新了。

点赞
收藏
评论区
推荐文章
亚瑟 亚瑟
3年前
php操作redis哨兵模式,主从切换后自动获取master
本文将介绍如何使用PHP来连接redis哨兵模式。哨兵模式:大概的原理就是监听redis主库心跳包,如果心跳断开,则枚举一个从库推举成为新的主库,防止redis宕机不能使用。为了增强redis的性能,防止其挂掉,引用redis哨兵监控redis集群是个不错的选择。下面三步简单记录php连接redis哨兵。第一步、获取哨兵模式连接redis句柄对象/
Redis集群介绍及测试思路
Redis集群一般有四种方式,分别为:主从复制、哨兵模式、Cluster以及各大厂的集群方案。在3.0版本之前只支持单实例模式,3.0之后支持了集群方式。在3.0之前各大厂为了解决单实例Redis的存储瓶颈问题各自推出了自己的集群方案,其核心思想就是数据分片,主要有客户端分片、代理分片、服务端分片。这里咱们只介绍前三种方式:主从、哨兵、Cluster。
Peter20 Peter20
3年前
Redis三种集群模式-Cluster集群模式
Redis三种集群模式Cluster集群模式一、  在之前有看到过redis集群部署的三种方案,不过性能最高的还是redis官方推荐的rediscluster,性能最高,下面介绍一下rediscluster这种模式。1、redisclusterA、采用去中心化的思想,没有中心节点的说法,它使用hashslot方式将16348个hashslot覆盖到所有节
Peter20 Peter20
3年前
Redis集群详解
Redis集群详解Redis有三种集群模式,分别是:主从模式Sentinel模式Cluster模式三种集群模式各有特点,关于Redis介绍可以参考这里:Redis官网:https://redis.io/,最新版本5.0.4主从模式主从模式介绍主从模式是三种模式中最简单的,在主从复制中,数据库分为两类:主数据库(master)和从数据库(sl
Peter20 Peter20
3年前
Redis几种集群模式
此文由转载现在越来越多的项目都会利用到redis,多实例redis服务比单实例要复杂的多,这里面涉及到定位、容错、扩容等技术问题。我们常用sharding技术来对此进行管理,其集群模式主要有以下几种方式:主从复制哨兵模式Redis官方Cluster集群模式(服务端sharding)Jedissharding集群(客户端sharding)
Stella981 Stella981
3年前
Redis主从模式的常用类型
本文介绍Redis主从模式的常用类型。Redis的可靠性主要有主从模式和集群模式。对于主从模式而言,Redis有以下方案:Sentinel方案;Keepalived方案。Sentinel方案作为Redis主推的官方方案,主要的实现原理是通过引入哨兵sentinel节点,来投标决定master节点故障后,
Stella981 Stella981
3年前
Redis系列
Redis的主从复制模式下,一旦主节点由于故障不能提供服务,需要人工将从节点晋升为主节点,同时还要通知应用方更新主节点地址,对于很多应用场景这种故障处理的方式是无法接受的。可喜的是Redis从2.8开始正式提供了RedisSentinel(哨兵)架构来解决这个问题。总结:Redis主从复制的缺点:没有办法对master进行动态
Stella981 Stella981
3年前
Redis Sentinel 哨兵模式
RedisSentinel哨兵模式Sentinel介绍Redis的主从模式下,主节点一旦发生故障不能提供服务,需要人工干预,将从节点晋升为主节点,同时还需要修改客户端配置。对于很多应用场景这种方式无法接受。Sentinel(哨兵)架构解决了redis主从人工干预的问题。Redis
Stella981 Stella981
3年前
Redis5.0:简单的集群模式——主从模式详解
主从模式主从模式是最简单的集群模式,其实就是复制基本只能解决读写分离问题,主机服务器一旦宕机基本完蛋,不具备高可用。基本上redis的性能瓶颈主要在于网络IO和内存主频上面,单机版Redis在不考虑高可用的情况下基本满足80%的项目需要,因为单机版Redis可以实现10W/S的请求,除非缓存KV值过大,通过读写分离缓存网卡的压
Stella981 Stella981
3年前
Redis高可用技术解决方案总结
一、常见使用方式Redis的几种常见使用方式包括:Redis单副本;Redis多副本(主从);RedisSentinel(哨兵);RedisCluster;Redis自研。二、各种使用方式的优缺点1、Redis单副本Redis单副本,采用