为什么代理架构常作为缓存实现方案

作者：梁勇 2022-09-26 00:04:32数据库 Redis 为什为缓本文主要走查了Redis的集群模式的故障发现、故障转移流程。代理由于Redis集群模式中存在过高的架构通信成本。集群代理模式也常常作为自建缓存集群的常作存实方案。

一、现方Redis集群模式的为什为缓故障发现

Redis集群模式故障发现过程有主观下线与客观下线。

主观下线简单来说就是代理我这个节点认为你故障了。

客观下线则是架构集群中大多数节点认为你故障了。

这些判定与状态的常作存实同步均通过Gossip协议PING/PONG来通信。

主观下线流程

• @1 定时向集群中其他节点发送PING消息
• @2 超过时间（cluster-node-timeout）未收到接受节点PONG响应消息
• @3 认为该接受节点存在故障，现方标记为主观下线状态pfail

客观下线流程

• @1 Gossip协议PING/PONG通信

携带集群1/10的为什为缓其他节点状态

当然也包含主观下线节点的信息

• @2 接受节点维护故障节点下线报告

只处理发送为主节点的请求，从节点不处理

不存在故障节点下线报告，代理新增下线报告

已存在故障节点下线报告，架构更新报告时间

• @3 尝试故障节点的常作存实客观下线逻辑

每次收到其他节点的故障状态pfail时，均会尝试客观下线

监测故障下线报告是现方否过期，过期的报告将被删除

报告时间超过cluster-node-timeout*2未被更新将被移除

下线报告数量小于持有槽主节点的数量的二分之一，退出客观下线

下线报告数量大于持有槽主节点的数量的二分之一，标记客观下线

向集群广播一条fail消息（标记客观下线立即生效、故障从节点发起故障转移流程）

二、Redis集群模式的故障转移

Redis集群模式从节点的作用用于灾备，主节点故障时能够替换顶上去。

• Redis的从节点当然也不例外。
• 多个从节点谁去替换主节点？

选举逻辑以及选举失效是怎么样的？

故障转移流程

从节点中复制的偏移量越大，替换主节点的优先级越高。

从节点获得持有槽的主节点一半以上的选票，可替换为主节点。

从节点向集群广播PONG消息，通知该变更。

三、常见缓存代理架构方案简述

Redis的集群模式客户端直连集群，不需要额外的组件，运维难度较低。

由于集群中每个实例都需要保存路由信息，彼此不断传播通信更新，也造成通信成本进而影响集群规模。

Redis的集群模式也会造成客户端需要重定向，带来复杂性。

因此，缓存代理模式可以解决这种复杂性，当然组件也会增多。

客服端：兼容RESP协议的轻量级客户端。

集群代理：负责域客户端建立连接，以及转发请求到对应的槽位和实例节点。

元数据中心：主要负责存储槽位与实例对应路由信息以及健康检查心跳探测。

集群模式一：集群部署主从架构，需要元数中心负责心跳的健康监测，主从节点的HA，当主节点故障切换从节点接管。

集群模式二：集群部署Raft组，不需要额外的HA心跳监测，集群自闭环，三个节点一组成本较高。

模式一

模式二

兼容RESP协议的轻量级客户端与代理建立长链接。

发送读写请求到代理层，代理根据路由规则将key路由到对应集群的槽位。

管理平台可对元数据信息、槽位分配、代理以及集群部署运维等进行管理。

可视化白屏化对整个集群的监控、告警、大key等水位监控告警。

责任编辑：武晓燕 来源： 瓜农老梁 Redis故障模式

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