1、無(wú)中心化

• Redis Cluster采用無(wú)中心架構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都保存數(shù)據(jù)和整個(gè)集群的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)
• 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都和集群中的其它節(jié)點(diǎn)保持連接
• 使用gossip協(xié)議傳播信息以及發(fā)現(xiàn)新的節(jié)點(diǎn)
• 節(jié)點(diǎn)不作為client請(qǐng)求的代理，client應(yīng)該根據(jù)節(jié)點(diǎn)返回的錯(cuò)誤信息重定向到目標(biāo)client

2、數(shù)據(jù)分布（slot）

redis預(yù)設(shè)16384個(gè)slot（槽），集群中的每個(gè)master節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)分管一部份slot，保存數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)CRC16(key) mod 16384的值，決定將一個(gè)key放到哪個(gè)槽中，從而定位由哪個(gè)redis實(shí)例存儲(chǔ)。當(dāng)發(fā)生Redis節(jié)點(diǎn)增減時(shí)，調(diào)整桶的分布即可，實(shí)現(xiàn)了集群的動(dòng)態(tài)擴(kuò)容功能。同時(shí)也間接的說(shuō)明redis集群最多只能有16384個(gè)節(jié)點(diǎn)。
例如：假設(shè)Redis集群有三個(gè)節(jié)點(diǎn)A/B/C，在開(kāi)始創(chuàng)建的時(shí)候，集群中節(jié)點(diǎn)槽的分配如下：
Node A 分管slot的編號(hào)為：0 ~ 5460
Node B 分管slot的編號(hào)為：5461 ~ 10922
Node C 分管slot的編號(hào)為：10923 ~ 16383
當(dāng)添加一個(gè)新的master節(jié)點(diǎn)D，假設(shè)為它分配900個(gè)slot，你可以從節(jié)點(diǎn)ABC三中各取300個(gè)分配給D，也可指定從A或B或C中移出900個(gè)slot分配給D，或選其中幾個(gè)節(jié)點(diǎn)中各取一部份湊夠900個(gè)分配給D即可。同樣的，如果要將D節(jié)點(diǎn)移除，需要先將D節(jié)點(diǎn)分管的slot全部分配到其它master節(jié)點(diǎn)后才能移除，否則有無(wú)效的slot，集群將無(wú)法服務(wù)。

3、可用性：Master-Slave

• 為了保證服務(wù)的可用性，Redis Cluster采取的方案是Master-Slave機(jī)制
• 每個(gè)Redis Master Node可以有一個(gè)或者多個(gè)Slave Node。當(dāng)Master Node掛掉時(shí)，會(huì)從Slave Node中選一個(gè)新的Master
• 每個(gè)Master Node都負(fù)責(zé)分管一定范圍的slot，當(dāng)這些slot對(duì)應(yīng)的Master和Slave都掛掉時(shí)，這部份slot對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)將不可用
• 16384個(gè)slot必須被全部分配，否則集群將不可用。通過(guò)cluster info查看集群狀態(tài)可以得知。

4、寫(xiě)

Redis Cluster采用異步復(fù)制機(jī)制
一個(gè)完整的寫(xiě)操作步聚：
1. client寫(xiě)數(shù)據(jù)到master
2. master回復(fù)client “OK”
3. master將數(shù)據(jù)傳播更新到slave

存在數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)：
1. 上述步聚1)和2)成功后，如果此時(shí)master crash，而數(shù)據(jù)還沒(méi)有傳播到slave。此時(shí)slave選主為master，但那部份數(shù)據(jù)可能就被丟失了。
2. 由于分區(qū)導(dǎo)致同時(shí)存在兩個(gè)master，client向舊的master寫(xiě)入了數(shù)據(jù)
當(dāng)然，由于Redis Cluster存在超時(shí)及故障恢復(fù)機(jī)制，第2個(gè)風(fēng)險(xiǎn)基本上可以忽略不計(jì)

5、數(shù)據(jù)遷移

Redis Cluster支持在線增、減節(jié)點(diǎn)?；趕lot的數(shù)據(jù)分布方式大大降低了遷移成本，只需將數(shù)據(jù)slot從一個(gè)redis node遷移到另一個(gè)redis node即可完成遷移工作 。

當(dāng)slot從一個(gè)Node A向另一個(gè)Node B遷移時(shí)，Node A和Node B都會(huì)有這個(gè)slot，Node A上slot的狀態(tài)設(shè)置為MIGRATING，Node B上的狀態(tài)被設(shè)置為IMPORTING。此時(shí)當(dāng)客戶(hù)端請(qǐng)求時(shí)，所有key在Node A上的請(qǐng)求都由A來(lái)處理，所有不在A上的key都由Node B來(lái)處理。同時(shí)，Node A上將不會(huì)創(chuàng)建新的key。

6、客戶(hù)端操作的一些缺陷

• 不支持多數(shù)據(jù)庫(kù)，默認(rèn)只有一個(gè)0號(hào)db，select 0
• cluster環(huán)境下slave默認(rèn)不接受任何讀寫(xiě)操作，在slave執(zhí)行readonly命令后，可執(zhí)行讀操作。執(zhí)行readwrite命令后，可執(zhí)行讀寫(xiě)操作。
• client端不支持多key操作(mget,mset等)，但當(dāng)keys集合對(duì)應(yīng)的slot相同時(shí)支持mget操作。