Redis哨兵(sentinel)模式配置详解及原理介绍

1.为什么要用到哨兵

哨兵(Sentinel)主要是为了解决在主从复制架构中出现宕机的情况,主要分为两种情况:

1.1 从Redis宕机

这个相对而言比较简单,在Redis中从库重新启动后会自动加入到主从架构中,自动完成同步数据。在Redis2.8版本后,主从断线后恢复的情况下实现增量复制。

1.2 主Redis宕机

这个相对而言就会复杂一些,需要以下2步才能完成
i.第一步,在从数据库中执行SLAVEOF NO ONE命令,断开主从关系并且提升为主库继续服务
ii.第二步,将主库重新启动后,执行SLAVEOF命令,将其设置为其他库的从库,这时数据就能更新回来

由于这个手动完成恢复的过程其实是比较麻烦的并且容易出错,所以Redis提供的哨兵(sentinel)的功能来解决.

2.什么是哨兵

Redis-Sentinel是用于管理Redis集群,该系统执行以下三个任务:

2.1 监控(Monitoring):
Sentinel会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常;

2.2 提醒(Notification):
当被监控的某个Redis服务器出现问题时,Sentinel可以通过API向管理员或者其他应用程序发送通知;

2.3 自动故障迁移(Automatic failover):
当一个主服务器不能正常工作时,Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作,它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器,并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器;当客户端试图连接失效的主服务器时,集群也会向客户端返回新主服务器的地址,使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器.

3.Sentinel集群搭建

3.1 Sentinel集群拓扑图

• 单哨兵模式
  
• 多哨兵模式
  

多个哨兵,不仅同时监控主从数据库,而且哨兵之间互为监控

3.2 在保证Redis主从架构集群可用的前提下,复制三份配置文件

# 进入redis所在目录
cd /usr/local/src/redis-3.2.1

# 创建6379、6380、6381目录,分别将安装目录下的sentinel.conf拷贝到这三个目录下
mkdir -p /usr/local/redis/6379 && cp sentinel.conf /usr/local/redis/6379/26379.conf
mkdir -p /usr/local/redis/6380 && cp sentinel.conf /usr/local/redis/6380/26380.conf
mkdir -p /usr/local/redis/6381 && cp sentinel.conf /usr/local/redis/6381/26381.conf

3.3 分别配置哨兵

修改sentinel配置文件
vim /usr/local/redis/6379/26379.conf

修改内容：
# 添加守护进程模式
daemonize yes

# 添加指明日志文件名
logfile "/usr/local/redis/6379/sentinel26379.log"

# 修改工作目录
dir "/usr/local/redis/6379"

# 修改启动端口
port 26379

# 添加关闭保护模式
protected-mode no

# 修改sentinel monitor
sentinel monitor macrog-master 192.168.24.131 6379 2

# 将配置文件中mymaster全部替换macrog-master
# 在末行模式下 输入 :%s/mymaster/macrog-master/g

依次修改26380,26381配置

说明：
macrog-master:监控主数据的名称,自定义即可,可以使用大小写字母和“.-_”符号
192.168.24.131:监控的主数据库的IP
6379:监控的主数据库的端口
2:最低通过票数

3.4 启动哨兵进程

redis-sentinel /usr/local/redis/6379/26379.conf 或者 redis-server /usr/local/redis/6379/26379.conf --sentinel
redis-sentinel /usr/local/redis/6380/26380.conf 或者 redis-server /usr/local/redis/6380/26380.conf --sentinel
redis-sentinel /usr/local/redis/6381/26381.conf 或者 redis-server /usr/local/redis/6381/26381.conf --sentinel

3.5. 测试
测试前分别打开三个哨兵的日志:

1 从库宕机(6380)

kill -9 17233
30s后, 26379/26380/26381日志均打印:

27552:X 10 Sep 18:12:12.757 # +sdown slave 192.168.24.131:6380 192.168.24.131 6380 @ macrog-master 192.168.24.131 6379

检测到从库宕机,现在我们重新启动6380实例
redis-server 6380/6380.conf
26379/26380/26381日志均打印:

27570:X 10 Sep 18:15:40.384 * +reboot slave 192.168.24.131:6380 192.168.24.131 6380 @ macrog-master 192.168.24.131 6379
27570:X 10 Sep 18:15:40.451 # -sdown slave 192.168.24.131:6380 192.168.24.131 6380 @ macrog-master 192.168.24.131 6379

可以看出，slave从新加入到了主从复制中。-sdown：说明是恢复服务.

2 主库宕机(6379)

kill -9 17221

30s后, 26381日志打印:

从日志可以看出,哨兵在选举出哨兵中某一个leader,然后选择6381位新的master,并设置6379和6380位6381的slave

也可以通过info replication查看主从关系 发现master已经切换为6381

接下来，我们恢复6379查看状态：

redis-server 6379/6379.conf

日志均打印:

27675:X 10 Sep 18:28:10.392 # -sdown slave 192.168.24.131:6379 192.168.24.131 6379 @ macrog-master 192.168.24.131 6381

说明,已经将6379设置为6381的slave

4.Sentinel原理介绍

首先解释2个名词:SDOWN和ODOWN.

SDOWN:subjectively down,直接翻译的为”主观”失效,即当前sentinel实例认为某个redis服务为”不可用”状态.

ODOWN:objectively down,直接翻译为”客观”失效,即多个sentinel实例都认为master处于”SDOWN”状态,那么此时master将处于ODOWN,ODOWN可以简单理解为master已经被集群确定为”不可用”,将会开启failover

SDOWN与ODOWN转换过程: i.每个sentinel实例在启动后,都会和已知的slaves/master以及其他sentinels建立TCP连接,并周期性发送PING(默认为1秒),在交互中,如果redis-server无法在”down-after-milliseconds”时间内响应或者响应错误信息,都会被认为此redis-server处于SDOWN状态.

ii.SDOWN的server为master,那么此时sentinel实例将会向其他sentinel间歇性(一秒)发送”is-master-down-by-addr ”指令并获取响应信息,如果足够多的sentinel实例检测到master处于SDOWN,那么此时当前sentinel实例标记master为ODOWN…其他sentinel实例做同样的交互操作.配置项”sentinel monitor ”,如果检测到master处于SDOWN状态的slave个数达到,那么此时此sentinel实例将会认为master处于ODOWN.

每个sentinel实例将会间歇性(10秒)向master和slaves发送”INFO”指令,如果master失效且没有新master选出时,每1秒发送一次”INFO”;”INFO”的主要目的就是获取并确认当前集群环境中slaves和master的存活情况.

经过上述过程后,所有的sentinel对master失效达成一致后,开始failover.

Sentinel与slaves”自动发现”机制:
在sentinel的配置文件中,都指定了port,此port就是sentinel实例侦听其他sentinel实例建立链接的端口.在集群稳定后,最终会每个sentinel实例之间都会建立一个tcp链接,此链接中发送”PING”以及类似于”is-master-down-by-addr”指令集,可用用来检测其他sentinel实例的有效性以及”ODOWN”和”failover”过程中信息的交互.在sentinel之间建立连接之前,sentinel将会尽力和配置文件中指定的master建立连接.sentinel与master的连接中的通信主要是基于pub/sub来发布和接收信息,发布的信息内容包括当前sentinel实例的侦听端口.