Redis第二十二讲 Redis高可用集群节点通信机制

两个端口

在哨兵系统中，节点分为数据节点和哨兵节点：前者存储数据，后者实现额外的控制功能。在集群中，没有数据节点与非数据节点之分：所有的节点都存储数据，也都参与集群状态的维护。为此，集群中的每个节点，都提供了两个
TCP端口

• 普通端口：即我们在前面指定的端口(7000等)。普通端口主要用于为客户端提供服务（与单机节点类似）；但在节点间数据迁移时也会使用。
• 集群端口：端口号是普通端口+10000（10000是固定值，无法改变），如7000节点的集群端口为17000。集群端口只用于节点之间的通信，如搭建集群、增减节点、故障转移等操作时节点间的通信；不要使用客户端连接集群接口。为了保证集群可以正常工作，在配置防火墙时，要同时开启普通端口和集群端口。

节点通信机制

维护集群的元数据(集群节点信息，主从角色，节点数量，各节点共享的数据等)有两种方式：集中式和gossip ；
Redis cluster节点间采取gossip协议进行通信 。

• 集中式(广播)
  向集群内所有节点发送消息； 优点在于元数据的更新和读取，时效性非常好，一旦元数据出现变更立即就会更新到集中式的存储中，其他节点读取的时候立即就可以立即感知到；
  不足在于所有的元数据的更新压力全部集中在一个地方，每条消息都要发送给所有节点，CPU、带宽等消耗较大；可能导致元数据的存储压力。 很多中间件都会借助zookeeper集中式存储元数据。

• gossip
  节点间通信，按照通信协议可以分为几种类型：单对单、广播、Gossip协议等。重点是广播和Gossip的对比。

gossip协议的优缺点

• gossip协议的优点在于元数据的更新比较分散(负载)，不是集中在一个地方（去中心化），更新请求会陆陆续续，打到所有节点上去更新（容错性高），有一定的延时，降低了压力；
• 缺点在于元数据更新有延时可能导致集群的一些操作会有一些滞后（收敛速度慢）。

gossip节点间发送的消息主要分为5种：meet消息、ping消息、pong消息、fail消息、publish消息。
不同的消息类型，通信协议、发送的频率和时机、接收节点的选择等是不同的。

• MEET：在节点握手阶段，当节点收到客户端的CLUSTER MEET命令时，会向新加入的节点发送MEET消息，请求新节点加入到当前集群；新节点收到MEET消息后会回复一个PONG消息。
• PING：集群里每个节点每秒钟会选择部分节点发送PING消息，接收者收到消息后会回复一个PONG消息。PING消息的内容是自身节点和部分其他节点的状态信息；作用是彼此交换信息，以及检测节点是否在线。PING消息使用Gossip协议发送，接收节点的选择兼顾了收敛速度和带宽成本，具体规则如下：(1)随