Redis哈希函數和數據分區

衆所周知，Redis使用CRC16算法將密鑰映射到哈希槽。假定crc使用某種「分佈」來將鍵分配給節點是否安全？如果是的話，什麼樣的分佈？Redis哈希函數和數據分區

此外，通過每個密鑰上的散列函數，我們可以確保我們在關於密鑰數量的節點上平均加載負載嗎？假設客戶端在3個節點集羣中隨機生成3000個插入。之後，密鑰將均勻分佈在節點（M1≈1000，M2≈1000，M3≈1000）？

爲了測試這些，我創建在python的函數：

list1= [] 
list2= [] 
list3= [] 

def RedisClusterCRC16(keysslot): 

    XMODEMCRC16Lookup = [ 
     0x0000, 0x1021, 0x2042, 0x3063, 0x4084, 0x50a5, 0x60c6, 0x70e7, 
     0x8108, 0x9129, 0xa14a, 0xb16b, 0xc18c, 0xd1ad, 0xe1ce, 0xf1ef, 
     0x1231, 0x0210, 0x3273, 0x2252, 0x52b5, 0x4294, 0x72f7, 0x62d6, 
     0x9339, 0x8318, 0xb37b, 0xa35a, 0xd3bd, 0xc39c, 0xf3ff, 0xe3de, 
     0x2462, 0x3443, 0x0420, 0x1401, 0x64e6, 0x74c7, 0x44a4, 0x5485, 
     0xa56a, 0xb54b, 0x8528, 0x9509, 0xe5ee, 0xf5cf, 0xc5ac, 0xd58d, 
     0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630, 0x76d7, 0x66f6, 0x5695, 0x46b4, 
     0xb75b, 0xa77a, 0x9719, 0x8738, 0xf7df, 0xe7fe, 0xd79d, 0xc7bc, 
     0x48c4, 0x58e5, 0x6886, 0x78a7, 0x0840, 0x1861, 0x2802, 0x3823, 
     0xc9cc, 0xd9ed, 0xe98e, 0xf9af, 0x8948, 0x9969, 0xa90a, 0xb92b, 
     0x5af5, 0x4ad4, 0x7ab7, 0x6a96, 0x1a71, 0x0a50, 0x3a33, 0x2a12, 
     0xdbfd, 0xcbdc, 0xfbbf, 0xeb9e, 0x9b79, 0x8b58, 0xbb3b, 0xab1a, 
     0x6ca6, 0x7c87, 0x4ce4, 0x5cc5, 0x2c22, 0x3c03, 0x0c60, 0x1c41, 
     0xedae, 0xfd8f, 0xcdec, 0xddcd, 0xad2a, 0xbd0b, 0x8d68, 0x9d49, 
     0x7e97, 0x6eb6, 0x5ed5, 0x4ef4, 0x3e13, 0x2e32, 0x1e51, 0x0e70, 
     0xff9f, 0xefbe, 0xdfdd, 0xcffc, 0xbf1b, 0xaf3a, 0x9f59, 0x8f78, 
     0x9188, 0x81a9, 0xb1ca, 0xa1eb, 0xd10c, 0xc12d, 0xf14e, 0xe16f, 
     0x1080, 0x00a1, 0x30c2, 0x20e3, 0x5004, 0x4025, 0x7046, 0x6067, 
     0x83b9, 0x9398, 0xa3fb, 0xb3da, 0xc33d, 0xd31c, 0xe37f, 0xf35e, 
     0x02b1, 0x1290, 0x22f3, 0x32d2, 0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256, 
     0xb5ea, 0xa5cb, 0x95a8, 0x8589, 0xf56e, 0xe54f, 0xd52c, 0xc50d, 
     0x34e2, 0x24c3, 0x14a0, 0x0481, 0x7466, 0x6447, 0x5424, 0x4405, 
     0xa7db, 0xb7fa, 0x8799, 0x97b8, 0xe75f, 0xf77e, 0xc71d, 0xd73c, 
     0x26d3, 0x36f2, 0x0691, 0x16b0, 0x6657, 0x7676, 0x4615, 0x5634, 
     0xd94c, 0xc96d, 0xf90e, 0xe92f, 0x99c8, 0x89e9, 0xb98a, 0xa9ab, 
     0x5844, 0x4865, 0x7806, 0x6827, 0x18c0, 0x08e1, 0x3882, 0x28a3, 
     0xcb7d, 0xdb5c, 0xeb3f, 0xfb1e, 0x8bf9, 0x9bd8, 0xabbb, 0xbb9a, 
     0x4a75, 0x5a54, 0x6a37, 0x7a16, 0x0af1, 0x1ad0, 0x2ab3, 0x3a92, 
     0xfd2e, 0xed0f, 0xdd6c, 0xcd4d, 0xbdaa, 0xad8b, 0x9de8, 0x8dc9, 
     0x7c26, 0x6c07, 0x5c64, 0x4c45, 0x3ca2, 0x2c83, 0x1ce0, 0x0cc1, 
     0xef1f, 0xff3e, 0xcf5d, 0xdf7c, 0xaf9b, 0xbfba, 0x8fd9, 0x9ff8, 
     0x6e17, 0x7e36, 0x4e55, 0x5e74, 0x2e93, 0x3eb2, 0x0ed1, 0x1ef0 
    ] 

    crc = 0 
    for byte in keysslot.encode("utf-8"): 
     crc = ((crc << 8) & 0xff00)^XMODEMCRC16Lookup[((crc >> 8) & 0xff)^ord(byte)] 





    metr1=0 
    metr2=0 
    metr3=0 

    if ((crc & 0xffff)% 16384) <= 5460: 
     metr1 = metr1+1 
     list1.append(metr1) 
    elif (((crc & 0xffff)% 16384) > 5460) and (((crc & 0xffff)% 16384) <= 10922): 
     metr2 = metr2+1 
     list2.append(metr2) 
    else: 
     metr3 = metr3+1 
     list3.append(metr3) 





for i in range(2000000): 
    RedisClusterCRC16(str(i)) 


print "M1 holds: ", sum(list1) 
print "M2 holds: ", sum(list2) 
print "M3 holds: ", sum(list3)

隨着輸入2000000的結果是：

M1 holds: 666625 
M2 holds: 666744 
M3 holds: 666631

我觀察到的時隙的分配是在每個節點上的近等於（在這個例子中是僞節點）。

來源

2017-01-17 Antonis

所以在你的問題中有你的問題的答案。 CRC設計用於在輸出位上分配輸入位，因此所產生的CRC值均勻分佈在所有可能的CRC值上。 –

謝謝你的回答@Mark。好吧，我從實驗中看到這是真的。但是我沒有發現任何官員看到「爲什麼？」和「實際上如何」。 – Antonis

搜索後，我發現證明：

散列函數鍵映射到小整數（桶）。一個理想的散列函數以類似隨機的方式將鍵映射到整數，因此即使輸入數據中存在規律性，桶值也能均勻分佈。

這個過程可以分成兩個步驟：

地圖的鍵爲整數。
將整數映射到存儲桶。

另外，這裏：https://en.wikipedia.org/wiki/Hash_function，解釋了均勻性和說：「該方法（CRC）可以產生的散列值的足夠均勻的分佈，只要散列範圍大小n相比的範圍小校驗和或指紋功能「。

考慮到這一點以及上面的執行代碼，很明顯crc可以產生散列值的均勻分佈。

來源

2017-01-19 09:15:42 Antonis

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