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一、单机模式

1、优点

（1）部署简单

（2）成本低

（3）高性能，因为不需要同步数据

2、缺点

（1）可靠性差

二、主从复制模式

主从模式配置很简单，只需要在从节点配置主节点的ip和端口号即可。

#slaveof <masterip> <masterport>
# 例如
 slaveof 192.168.1.214 6379

从节点可以分担主节点读压力，一旦主节点宕机，从节点晋升成主节点，同时需要修改应用方的主节点地址，还需要命令所有从节点去复制新的主节点，整个过程需要人工干预。

三、哨兵模式

哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。主节点和从节点都是数据节点。

访问redis集群的数据都是通过哨兵集群，哨兵监控整个redis集群。这时当主节点宕机，从节点会切换过来。而应用服务是无感知的，也不用更改访问地址，因为哨兵才是和应用服务做交互的。

除此之外，Sentinel（哨兵）还可以做主节点存活检测、主从运行情况检测、主从切换。

1、原理

每个Sentinel以 每秒钟 一次的频率，向它所有的 主服务器、从服务器 以及其他Sentinel实例 发送一个PING 命令。

如果一个 实例（instance）距离最后一次有效回复 PING命令的时间超过 down-after-milliseconds 所指定的值，那么这个实例会被 Sentinel标记为 主观下线。

如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，那么正在 监视 这个 主服务器 的所有 Sentinel 节点，要以 每秒一次 的频率确认 该主服务器是否的确进入了 主观下线 状态。

如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，并且有 足够数量 的 Sentinel（至少要达到配置文件指定的数量）在指定的 时间范围 内同意这一判断，那么这个该主服务器被标记为 客观下线。

在一般情况下， 每个 Sentinel 会以每 10秒一次的频率，向它已知的所有 主服务器 和 从服务器 发送 INFO 命令。

当一个 主服务器 被 Sentinel标记为 客观下线 时，Sentinel 向 下线主服务器 的所有 从服务器 发送 INFO 命令的频率，会从10秒一次改为 每秒一次。

Sentinel和其他 Sentinel 协商 主节点 的状态，如果 主节点处于 SDOWN`状态，则投票自动选出新的主节点。将剩余的 从节点 指向 新的主节点 进行 数据复制。

当没有足够数量的 Sentinel 同意 主服务器 下线时， 主服务器 的 客观下线状态 就会被移除。当 主服务器 重新向 Sentinel的PING命令返回 有效回复 时，主服务器 的 主观下线状态 就会被移除。

四、集群模式

之前的模式数据都是在一个节点上，单个节点存储是存在上限的。集群模式把数据分片存储，当一个分片数据达到上限的时候，就分成多个分片。

1、数据分片怎么分？

集群的键空间被分割为16384个slots（即hash槽），通过hash的方式将数据分到不同的分片的。

HASH_SLOT = CRC16(key) & 16384 

CRC16算法产生的hash值有16bit，可以产生$2^16=65536$个值，为什么取16384 （$2^14$）进行模运算呢？

redis节点发送心跳包时需要把所有槽放到这个心跳包里，以便 让节点知道当前集群信息，在发送心跳包时使用char进行bitmap压缩后是2K（$2\times 8(8 bit)\times 1024 = 16384$），也就是说使用2k的空间创建了16k的槽数。

如果使用65536，压缩后就是8K，也就是需要8K的心跳包，作者认为这样做并不太值得，并且一般情况下一个redis集群不会超过1000个master节点。

2、数据分片之后怎么查，怎么写？

读请求分配给slave节点，写请求分配给master，数据同步从master到slave节点，读写分离提高并发能力。

3、如何做到水平扩展

master节点可以做扩充，数据迁移redis内部自动完成。新增master节点时，redis服务不需要下线，槽会被重新分配，数据也需要重新迁移。

redis集群的重新分片由redis内部的管理软件redis-trib负责执行，redis提供了进行重新分片的所有命令，redis-trib通过向节点发送命令来进行重新分片。

4、如何故障转移

假如途中红色节点故障了，此时master3下面的从节会通过选举产生一个主节点，替换原来的故障工节点。

此过程和哨兵模式的故障转移一样。