在Redis中提供的集群方案总共有三种：单机模式，主从复制集群、哨兵模式，Redis分片集群

单机模式

Redis 只运行在一台服务器上，并且所有的数据都存储在这一台服务器的内存中。

主从复制

搭建主从复制集群解决的是高并发读问题。
单个Redis节点的并发能力有限，要进一步提高Redis的并发能力，可以搭建主从复制集群，实现读写分离。主节点负责写入数据，从节点负责读数据，主节点把数据同步到从节点中。

主从复制的流程：
我们先来了解两个概念：

全量同步：主节点会将当前数据库的完整状态发送给从节点，通常通过发送一个数据库快照（如 Redis 中的 RDB 文件）来实现。
增量同步：主节点只传输自上次同步以来的写操作记录给从节点，从节点根据这些记录来更新自身的数据状态。

1。从节点和主节点建立连接，并把replication id和offset偏移量发送给主节点
2。主节点接收replication id和offset偏移量，根据replication id不同发现是第一次同步，是第一次同步就会把自身replication id和offest发送给从节点让主从信息保持一致，与此同时，主节点会执行bgsave，生成rdb文件后发送给从节点，进行一次全量同步。
3。之后同步数据都是增量同步，从节点把自身offset偏移量发送给主节点，主节点对照自身的offest从命令日志中获取offset值之后的数据，发送给从节点进行数据同步。

从节点重启之后也会执行增量同步

哨兵模式

哨兵模式可以看作是主从复制模式的补充.
哨兵模式用于监控 Redis 主从复制集群中的节点，并在主节点失效时自动将其中一个从节点晋升为新的主节点，以确保系统的可用性。哨兵通过定期向节点发送 PING 命令来检测节点的状态。

哨兵模式解决的是redis的高可用性问题。(高可用性是指系统能够在长时间内正常运行而不中断的能力）

分片集群

分片集群通常配合内置的主从复制使用。

主从复制和哨兵模式无法解决的问题：
海量存储问题：虽然有一主多从，但存储的数据是一样的，无法解决海量存储问题。
高并发写问题:一主多从，主负责写入，无法解决高并发性写问题。

分片集群的作用：
分片集群主要解决的是，海量数据存储的问题，和高并发写问题，集群中有多个master，每个master保存不同数据，并且还可以给每个master设置多个slave节点，就可以继续增大集群的高并发能力。同时每个master之间通过ping监测彼此健康状态，就类似于哨兵模式了。当客户端请求可以访问集群任意节点，最终都会被转发到正确节点。

Redis分片集群中数据是怎么存储和读取的？
Redis 集群引入了哈希槽的概念，有 16384 个哈希槽，集群中每个主节点绑定了一定范围的哈希槽范围， key通过 CRC16 校验后对 16384 取模来决定放置哪个槽，通过槽找到对应的节点进行存储。