Redis集群详解：架构与数据分片

"Redis是一个分布式键值存储系统，它的架构设计包括了节点间的通信机制、数据分片管理和故障转移等核心特性。Redis集群通过特定的TCP端口进行节点间通信，确保集群的稳定运行。同时，它采用了一种不同于一致性哈希的数据分片策略，使得在集群中动态添加或删除节点变得简单且无需停机。" Redis集群的TCP端口(RedisClusterTCPports): Redis集群中的每个节点都需要开启两个TCP连接，一个是常规的命令端口，如6379，用于处理客户端请求；另一个是集群总线端口，通常是命令端口加10000，如16379，用于节点间通信。集群总线端口用于错误检测、配置更新和故障转移授权等操作。客户端应只与命令端口交互，但为了集群正常工作，防火墙需要对这两个端口开放。 Redis集群的数据分片(RedisClusterdatasharding): Redis集群采用了16384个哈希槽作为数据分片的基础，每个键通过CRC16编码对16384取模来确定其归属的哈希槽。这种方式允许节点动态地分配和迁移哈希槽，从而实现数据的均衡分布。例如，一个3节点的集群可以将哈希槽均匀分布在三个节点上，节点之间可以通过迁移哈希槽轻松扩展或收缩集群规模，而这一过程不会导致服务中断。 Rediscluster架构(RedisClusterArchitecture): Redis集群的架构设计保证了高可用性和可扩展性。所有节点彼此通信，共同维护集群的状态。节点之间的通信协议使用二进制协议，通过集群总线实现。当节点需要加入或退出时，会涉及到哈希槽的迁移，这个过程是在线完成的，不影响集群的正常服务。节点之间通过Gossip协议传播状态信息，实现故障检测和自动故障恢复。 Redis集群通过独特的端口管理和数据分片策略，实现了高效、灵活的分布式数据存储。这种架构允许快速响应变化，如增加或减少节点，而无需中断服务，确保了系统的稳定性和高性能。