一、redis cluster 介紹
- 自動將數據進行分片，每個 master 上放一部分數據
- 提供內置的高可用支持，部分 master 不可用時，還是可以繼續工作的
redis cluster架構下的每個redis都要開放兩個端口號，比如一個是6379，另一個就是加1w的端口號16379。
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6379端口號就是redis服務器入口。
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16379端口號是用來進行節點間通信的，也就是 cluster bus 的東西，cluster bus 的通信，用來進行故障檢測、配置更新、故障轉移授權。cluster bus 用的是一種叫gossip 協議的二進制協議，用於節點間高效的數據交換，占用更少的網絡帶寬和處理時間。
二、節點間的內部通信機制
集群元數據的維護有兩種方式：集中式、Gossip 協議。
redis cluster 節點間采用 gossip 協議進行通信。
1. 集中式
將集群元數據集中存儲在一個節點上。典型代表是大數據領域的 storm。它是分布式的大數據實時計算引擎，是集中式的元數據存儲的結構，底層基於 zookeeper對所有元數據進行存儲維護。
- 優點
元數據的讀取和更新時效性非常好，元數據的變更都能立即更新到集中式存儲節點中，其它節點讀取的時候就可以感知到；
- 缺點
所有的元數據的更新壓力全部集中在一個地方，可能會導致元數據的存儲有壓力。
2. gossip 協議
redis 維護集群元數據采用的是gossip 協議，所有節點都持有一份元數據，不同的節點如果出現了元數據的變更，就不斷將元數據發送給其它的節點，讓其它節點也進行元數據的變更。
- 優點
元數據的更新比較分散，不是集中在一個地方，降低了壓力；
- 缺點
元數據的更新有延時，可能導致集群中的一些操作會有一些滯后。
三、深入剖析gossip 協議
gossip 協議包含多種消息，包含 ping、pong、meet、fail等等。
- meet：某個節點在內部發送了一個gossip meet 消息給新加入的節點，通知那個節點去加入我們的集群。然后新節點就會加入到集群的通信中
redis-trib.rb add-node
- ping：每個節點都會頻繁給其它節點發送 ping，其中包含自己的狀態還有自己維護的集群元數據，互相通過 ping 交換元數據。
- pong：ping 和 meet消息的返回響應，包含自己的狀態和其它信息，也用於信息廣播和更新。
- fail：某個節點判斷另一個節點 fail 之后，就發送 fail 給其它節點，通知其它節點說這個節點已宕機。
繼續深入剖析ping消息
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ping 時要攜帶一些元數據，如果很頻繁，可能會加重網絡負擔。因此，一般每個節點每秒會執行 10 次 ping，每次會選擇 5 個最久沒有通信的其它節點。
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當然如果發現某個節點通信延時達到了 cluster_node_timeout / 2，那么立即發送 ping，避免數據交換延時過長導致信息嚴重滯后。比如說，兩個節點之間都 10 分鍾沒有交換數據了，那么整個集群處於嚴重的元數據不一致的情況，就會有問題。所以 cluster_node_timeout 可以調節，如果調得比較大，那么會降低 ping 的頻率。
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每次 ping，會帶上自己節點的信息，還有就是帶上 1/10 其它節點的信息，發送出去，進行交換。至少包含 3 個其它節點的信息，最多包含 總節點數減 2 個其它節點的信息。
10000 端口：
每個節點都有一個專門用於節點間通信的端口，就是自己提供服務的端口號+10000，比如 6379，那么用於節點間通信的就是16379端口。每個節點每隔一段時間都會往另外幾個節點發送 ping 消息，同時其它幾個節點接收到 ping 之后返回 pong。
交換的信息：信息包括故障信息，節點的增加和刪除，hash slot 信息等等。