一.集群与分布式概述

1.1什么是集群

集群就是很多服务器组成的一个网络。指的是将多台服务器集中在一起，实现同一业务

1.2为什么要集群

一台服务器不能满足开发需要的时候，需要多台服务器来支持。这个时候就需要做集群，但是集群往往伴随着分布式

1.3什么是分布式

分布式是指将不同的业务分布在不同的地方. web应用和数据库服务分开，将不同业务分布到不同集群

1.4集群优化

两大关键特性
1.可扩展性－－集群的性能不限于单一的服务实体，新的服务实体可以动态地加入到集群，从而增强集群的性能。动态添加服务器
2.高可用性－－集群通过服务实体冗余使客户端免于轻易遇到out of service的警告。在集群中，同样的服务可以由多个服务实体提供。如果一个服务实体失败了，另一个服务实体会接管失败的服务实体。集群提供的从一个出错的服务实体恢复到另一个服务实体的功能增强了应用的可用性

1.5分布式和集群相同点和不同点

相同点:
都是处理高并发,而且都需要多台服务器协同.一般在一个系统中同时存在分布式和集群.
不同点:
分布式中不同服务器处理是不同业务.而集群处理时同一业务.

二.集群得几种方案

2.1主从复制

优点：
支持主从复制，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离

2.2哨兵模式

当主服务器中断服务后，可以将一个从服务器升级为主服务器，以便继续提供服务，但是这个过程需要人工手动来操作。

哨兵的作用就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个。

（1）监控主服务器和从服务器是否正常运行。
（2）主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。

优点：
哨兵模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式都具有。主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高。
缺点：
Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂

2.3Redis-Cluster集群

Redis-Cluster采用无中心结构,它的特点如下：

所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。
节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。
客户端与redis节点直连,不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。

（为了保证高可用，redis-cluster集群引入了主从模式，一个主节点对应一个或者多个从节点，当主节点宕机的时候，就会启用从节点。当其它主节点ping一个主节点A时，如果半数以上的主节点与A通信超时，那么认为主节点A宕机了。如果主节点A和它的从节点A1都宕机了，那么该集群就无法再提供服务了。）

三.Redis-Cluster介绍

3.1什么是Redis-Cluster

为何要搭建Redis集群。Redis是在内存中保存数据的，而我们的电脑一般内存都不大，这也就意味着Redis不适合存储大数据，适合存储大数据的是Hadoop生态系统的Hbase或者是MogoDB。Redis更适合处理高并发，一台设备的存储能力是很有限的，但是多台设备协同合作，就可以让内存增大很多倍，这就需要用到集群。

3.2分布存储机制-槽

Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。

3.3容错机制-投票(选举)

（1）选举过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与故障节点通信超过(cluster-node-timeout),认为该节点故障，自动触发故障转移操作.  故障节点对应的从节点自动升级为主节点
（2）什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)? 
如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态.