Redis是一款内存数据库，因其高并发、高性能、高扩展性等特点，被广泛应用于互联网开发领域，为应对大量数据处理的需求，Redis也提供了一种集群架构方案。
一、Redis集群介绍
Redis集群是运用多台Redis服务器共同协作完成大数据存储与处理的方案。其目的是为了解决单机Redis无法满足高并发、容量、可扩展性等方面的问题，满足大数据存储和高并发的应用场景。
1. Redis集群架构图
Redis集群采用了分布式的思想，将数据分散到不同的服务器节点上存储，这里给出Redis集群的常用部署架构图。
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| R1 |<--------+ R2 |
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| R3 |<----+ R4 |
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上图中，我们可以看到Redis集群由4个节点组成，其中每个节点都是相对独立的，都拥有自己的数据和主从节点架构，不同的是节点之间按照一定的规则进行数据分发和负载均衡。在这种架构中，Redis集群要保证数据的高可用性和稳定性，而这正是Redis集群的设计目标。
2. Redis集群的优势
Redis集群架构采用分布式存储和处理方式，使其具有以下优势：
1. 高可用性。 由于集群架构具有多个节点的特性，因此单节点故障不会影响整个集群服务，从而实现了高可用性。
2. 数据分布均衡。 Redis中的数据分散到不同的节点上，使得整个集群可以支撑更大规模的数据存储，提升了整个集群的可扩展性和性能。
3. 支持在线扩展。 Redis集群支持在线扩展，所以在业务高峰期或者数据急剧增长的时候，可以根据需求对集群进行水平扩展，而不需要停止服务。
二、Redis集群对比
随着大数据存储和处理需求的日益增长，Redis集群的方案也越来越多，下面给出几种常见的方案对比。
1. Redis Sentinel
Redis Sentinel是自带的高可用解决方案，通过半数以上的Sentinel节点同意，可以达到自动故障转移的目的。
采用Redis Sentinel的应用将一个受保护的Redis主节点连接到多个Redis Sentinel节点组成的群集中。这些Redis Sentinel节点可以对Redis主节点进行监视，当发现主节点不可用时，Redis Sentinel节点将发现它，并将从节点推送为新的主节点。
优点：
1. 自带高可用，对单机系统的兼容性和管理维护成本较低。
2. 节点的监控和自动故障转移。
3. Sentinel可以执行客户验证并在安全方面帮助系统。
缺点：
1. 限制更多：单节点可承受的的请求处理能力、处理请求的数据量和内存容量等都受到了一定的限制。
2. Sentinel节点仍然可以成为单点故障（SPOF）。
2. twemproxy
twemproxy是作为代理的分布式Redis集群方案，其主要安装在应用服务器上，是一种通过增加中间层的方式来降低单个节点负载、高可用的方案。
twemproxy采用的是client/server模式，将应用节点与Redis节点之间虚拟一个代理层，通过对请求进行调度和转发来均衡负载。在此基础上，twemproxy通过对节点之间的数据进行分片，达到对Redis集群数据的分布和管理。
优点：
1. 采用代理的方式，在多层应用之间实现负载均衡，减轻单个Redis节点的负载压力。
2. 支持读写分离，方便当Mongo出现性能瓶颈时，启用多个Mongo实例来分担流量负载。
3. 自身带一定的容错机制和可扩展性，可根据实际情况对节点进行水平扩展。
缺点：
1. 编写和安装复杂度较高。
2. 由于twemproxy本身就是一个中间层，所以其并不能够更改Redis之间的网络传输速度，也无法控制Redis点过多导致的网络瓶颈问题。
3. Codis
Codis是对Redis的分布式集群方案进行重构，是一个更加开放、灵活的方案，可以根据实际情况对节点进行动态扩展和管理。
Codis的架构主要分为Proxy、Coordinator、Redis三层。其中Coordintor层针对Redis数据分布均衡和Proxy自动伸缩，可以对其进行动态调度和伸缩。而Redis层在保证Redis本身高可用性的基础上，为上层Proxy提供数据服务。
优点：
1. 实现了多个Redis节点数据的自动分片。
2. 带有自动化代理的负载均衡，可自行伸缩、容错。
3. 易于安装和升级，且支持在线动态伸缩。
缺点：
1. 没有官方出品，社区维护相对较小，可能存在可靠性等问题。
2. 架构较为复杂，配置项较多，不是那么易于掌握。
三、结论
通过对Redis集群的介绍和对比，我们可以看出，随着业务量的增加，单节点Redis已经无法胜任。因此，应根据实际情况选择合适的Redis集群方案。当业务规模不是很大时，可以选择使用Redis Sentinel进行高可用，当数据量增加并发度提升时，可以选择使用twemproxy进行负载均衡，如果需要更加灵活的集群管理，Codis是一个不错的选择。