Redis(二)原理以及主从复制的实现

本文详细介绍了Redis主从复制的原理、实现步骤及作用,包括数据同步、命令传播阶段,以及如何在实践中设置主从复制。主从复制提供数据冗余、故障恢复、负载均衡等功能,是Redis高可用的基础。实验步骤包括安装Redis、配置主从节点,并验证复制成功。

1、搭建实验环境

主机信息IP主机功能
server1172.25.35.1redis主服务器
server2172.25.35.2redis从服务器1
server3172.25.35.3redis从服务器2
真机172.25.35.250下载资源和共享yum源

2、redis的安装

实验前提:全新的虚拟机

1、从官网上下载redis的安装包(此处已下载到本地),拷贝到当前虚拟机并解压

[root@server1 ~]# scp root@172.25.35.250:/home/kiosk/Desktop/re* .  
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# tar zxf redis-5.0.3.tar.gz 
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# cd redis-5.0.3/
[root@server1 redis-5.0.3]# ls

在这里插入图片描述

2、安装gcc(编译前必须要安装gcc)并编译

[root@server1 redis-5.0.3]# yum install -y gcc
[root@server1 redis-5.0.3]# make && make install

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
3、执行./install_server.sh文件(一直回车,会生成配置文件,端口信息等)

[root@server1 redis-5.0.3]# ls
[root@server1 redis-5.0.3]# cd utils/
[root@server1 utils]# ls
[root@server1 utils]# ./install_server.sh

在这里插入图片描述
4、查看端口,发现开启了6379的端口,但只监听本机

[root@server1 utils]# netstat -antlp

在这里插入图片描述
5、为了能监听所有的ip网段,需要修改以下的配置文件并重启redis服务

[root@server1 utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
bind 0.0.0.0
[root@server1 utils]# cd /etc/init.d/
[root@server1 init.d]# ls
functions  netconsole  network  README  redis_6379  rhnsd
[root@server1 init.d]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
6、重启之后再次查看端口,发现监听的网段改变

[root@server1 init.d]# netstat -antlp

在这里插入图片描述
7、测试(使用redis-cli (redis命令行工具),发现可以写入数据,查看数据,删除数据)

[root@server1 init.d]# redis-cli
127.0.0.1:6379> set name westos
OK
127.0.0.1:6379> get name
"westos"
127.0.0.1:6379> del name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name
(nil)
127.0.0.1:6379> exit

在这里插入图片描述
注意:这里的数据是key-value形式,如果是同一个key的value,会进行覆盖

3、实现redis的主从复制

【*】深入理解redis主从复制

在现有企业中80%公司大部分使用的是redis单机服务,在实际的场景当中单一节点的redis容易面临风险。

面临问题:

1、机器故障。我们部署到一台 Redis 服务器,当发生机器故障时,需要迁移到另外一台服务器并且要保证数据是同步的。而数据是最重要的,如果你不在乎,基本上也就不会使用 Redis 了。

2、容量瓶颈。当我们有需求需要扩容 Redis 内存时,从 16G 的内存升到 64G,单机肯定是满足不了。当然,你可以重新买个 128G 的新机器。

解决办法:

要实现分布式数据库的更大的存储容量和承受高并发访问量,我们会将原来集中式数据库的数据分别存储到其他多个网络节点上。

Redis 为了解决这个单一节点的问题,也会把数据复制多个副本部署到其他节点上进行复制,实现 Redis的高可用,实现对数据的冗余备份,从而保证数据和服务的高可用。

什么是主从复制?

主从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(master),后者称为从节点(slave),数据的复制是单向的,只能由主节点到从节点。

默认情况下,每台Redis服务器都是主节点;且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点),但一个从节点只能有一个主节点。

主从复制的作用:

  • 1、数据冗余:主从复制实现了数据的热备份,是持久化之外的一种数据冗余方式。

  • 2、故障恢复:当主节点出现问题时,可以由从节点提供服务,实现快速的故障恢复;实际上是一种服务的冗余。

  • 3、负载均衡:在主从复制的基础上,配合读写分离,可以由主节点提供写服务,由从节点提供读服务(即写Redis数据时应用连接主节点,读Redis数据时应用连接从节点),分担服务器负载;尤其是在写少读多的场景下,通过多个从节点分担读负载,可以大大提高Redis服务器的并发量。

  • 4、读写分离:可以用于实现读写分离,主库写、从库读,读写分离不仅可以提高服务器的负载能力,同时可根据需求的变化,改变从库的数量。

  • 5、高可用基石:除了上述作用以外,主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础,因此说主从复制是Redis高可用的基础。

主从复制启用:

从节点开启主从复制,有3种方式:

  • 1、配置文件:在从服务器的配置文件中加入 。

  • 2、启动命令:redis-server启动命令后加入 。

  • 3、客户端命令:Redis服务器启动后,直接通过客户端执行命令 ,则该Redis实例成为从节点。

主从复制原理:

主从复制过程大体可以分为3个阶段:连接建立阶段(即准备阶段)、数据同步阶段、命令传播阶段。

  • 1、保存主节点(master)信息

    执行 后 Redis 会打印如下日志:

  • 2、从节点与主节点建立网络连接

    从节点(slave)内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑,当定时任务发现存在新的主节点后,会尝试与该节点建立网络连接。

    从节点与主节点建立网络连接。

    从节点会建立一个 套接字,从节点建立了一个端口为51234的套接字,专门用于接受主节点发送的复制命令。从节点连接成功后打印如下日志:

    如果从节点无法建立连接,定时任务会无限重试直到连接成功或者执行 取消复制。

    关于连接失败,可以在从节点执行 查看 指标,它会记录与主节点连接失败的系统时间。从节点连接主节点失败时也会每秒打印如下日志,方便发现问题:

  • 3、发送 ping 命令

    连接建立成功后从节点发送 请求进行首次通信, 请求主要目的如下:

    检测主从之间网络套接字是否可用。

    检测主节点当前是否可接受处理命令。

    如果发送 命令后,从节点没有收到主节点的 回复或者超时,比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令,从节点会断开复制连接,下次定时任务会发起重连。

    从节点发送的 命令成功返回,Redis 打印如下日志,并继续后续复制流程:

  • 4、权限验证

    如果主节点设置了 参数,则需要密码验证,从节点必须配置 参数保证与主节点相同的密码才能通过验证。如果验证失败复制将终止,从节点重新发起复制流程。

  • 5、同步数据集

    主从复制连接正常通信后,对于首次建立复制的场景,主节点会把持有的数据全部发送给从节点,这部分操作是耗时最长的步骤。

  • 6、命令持续复制

    当主节点把当前的数据同步给从节点后,便完成了复制的建立流程。接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点,保证主从数据一致性。

实验步骤如下:

实现redi的主从复制,我们需要在server2上配置redis,安装redis的步骤与erver1的步骤相同,这里就不做多的解释了。

1、在server1上发送redis的包给server2

[root@server1 init.d]# cd
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# scp redis-5.0.3.tar.gz server2:

在这里插入图片描述
2、在server2上解压安装包,安装gcc并编译

[root@server2 ~]# ls
redis-5.0.3.tar.gz
[root@server2 ~]# tar zxf redis-5.0.3.tar.gz 
[root@server2 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server2 ~]# cd redis-5.0.3/
[root@server2 redis-5.0.3]# ls
[root@server2 redis-5.0.3]# yum install -y gcc && make && make install

在这里插入图片描述
3、进入utils目录执行install.sh文件

[root@server2 redis-5.0.3]# ls
[root@server2 redis-5.0.3]# cd utils/
[root@server2 utils]# ls
[root@server2 utils]# ./install_server.sh

在这里插入图片描述
4、编辑redis的配置文件(监听所有网段的ip,并部署redis的从节点)

[root@server2 utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
bind 0.0.0.0
replicaof 172.25.35.1 6379

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
5、重启redis的服务并查看端口是否为所有网段的6379端口

[root@server2 utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@server2 utils]# netstat -antlp

在这里插入图片描述
6、测试是否实现了redis的主从复制

[root@server2 utils]# redis-cli
127.0.0.1:6379> get name
"westos"
127.0.0.1:6379> del name
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6379> exit

在这里插入图片描述
注意:从库默认是只读的,不可以进行写操作

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