Redis —— 哨兵模式

本文介绍了Redis哨兵模式如何通过自动故障切换提升服务可用性,包括原理、配置、优点与缺点。哨兵通过监控主从节点,实现主服务器故障后的无缝切换,提高系统的健壮性。

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哨兵模式

主从切换技术的方法是:当主服务器宕机后,需要手动把一台从服务器切换到主服务器,这就需要人工干预,费事费力,还会造成一段时间内服务不可用,这不是一种推荐的方式,更多时候,我们优先考虑哨兵模式,Redis从2.8开始正是提供了哨兵架构来解决这个问题。
哨兵模式属于层层链路(谋朝篡位)自动版,能够后台监控主机是否故障,如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库
哨兵模式是一种特殊的模式,首先Redis提供了哨兵的命令,哨兵是一个独立的进程,作为进程,它会独立运行,其原理是 哨兵通过发送命令,等待redis服务器响应,从而监控运行的多个redis实例


哨兵的两个作用:

  • 通过发送命令,让Redis服务器返回监控其运行状态,包括主服务器和从服务器
  • 当哨兵监测到master宕机,会自动将slave切换成master,然后通过 发布订阅模式 通知其他的从服务器,修改配置文件,让它们切换主机

注意: 然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控,可能会出现问题,为此,我们可以使用多个哨兵进行监控,各个哨兵之间还会进行监控,这就形成了多哨兵模式(起步就是6个进程)

简单理解哨兵模式: 假设主服务器宕机,哨兵1先检测到这个结果,系统并不会马上进行切换操作,仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用,这个现象称为主观下线,当后面的哨兵且检测到主服务器不可用,并且数量达到一定值时,那么哨兵之间就会进行一次投票,投票结果由一个哨兵发起,进行故障切换操作,切换成功后,就会通过发布订阅模式,让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机,这个过程成为客观下线

实现:
首先需要建一个新的配置文件 sentinel.config

sentinel monitor 被监控的名称(随意) 主机地址 主机端口 1(投票机制,代表主机挂了,哨兵投票,票数最多的从机接替主题)

配置文件写好,启动哨兵

redis-sentinel 配置文件路径/sentinel.config

如果master节点断开了,这和时候就会在从机中随机选择一个从机作为主机(投票算法),如果主机此时回来了,只能归并到新的主机下当作从机,这就是哨兵模式的规则


优点:

  • 哨兵集群,基于主从复制模式,所有的主从模式优点,它全由
  • 主从可以切换,估值可以转移,系统的可用性更好
  • 哨兵模式就是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮

缺点:

  • redis不好的点在于在线扩容,集群容量一旦达到上线,在线扩容十分麻烦
  • 实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的,里面有很多选择
# Example sentinel.conf
# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379
port 26379

# 哨兵sentinel的工作目录
dir /tmp

# 哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port
# master-name 可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
# quorum 配置多少个sentinel哨兵统一认为master主节点失联 那么这时客观上认为主节点失联了
# sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

# 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
# 设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd

# 指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
# sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000

# 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行 同步,这个数字越小,完成failover所需的时间就越长,但是如果这个数字越大,就意味着越 多的slave因为replication而不可用。可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个slave 处于不能处理命令请求的状态。
# sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
sentinel parallel-syncs mymaster 1

# 故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面:
#1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
#2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
#3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。 
#4.当进行failover时,配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过,即使过了这个超时,slaves依然会被正确配置为指向master,但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
sentinel failover-timeout mymaster 180000

# SCRIPTS EXECUTION
#配置当某一事件发生时所需要执行的脚本,可以通过脚本来通知管理员,例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
#对于脚本的运行结果有以下规则:
#若脚本执行后返回1,那么该脚本稍后将会被再次执行,重复次数目前默认为10
#若脚本执行后返回2,或者比2更高的一个返回值,脚本将不会重复执行。
#如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了,则同返回值为1时的行为相同。
#一个脚本的最大执行时间为60s,如果超过这个时间,脚本将会被一个SIGKILL信号终止,之后重新执行。
#通知型脚本:当sentinel有任何警告级别的事件发生时(比如说redis实例的主观失效和客观失效等等),将会去调用这个脚本,这时这个脚本应该通过邮件,SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时,将传给脚本两个参数,一个是事件的类型,一个是事件的描述。如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径,那么必须保证这个脚本存在于这个路径,并且是可执行的,否则sentinel无法正常启动成功。

#通知脚本
# shell编程
# sentinel notification-script <master-name> <script-path>
sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh

# 客户端重新配置主节点参数脚本
# 当一个master由于failover而发生改变时,这个脚本将会被调用,通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
# 以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
# <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>总是“failover”,
# <role>是“leader”或者“observer”中的一个。
# 参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
# 这个脚本应该是通用的,能被多次调用,不是针对性的。
# sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh # 一般都是由运维来配置!
### 配置 Redis 哨兵模式 #### 准备工作 为了确保哨兵模式能够正常运行,在开始之前需要准备多个实例的Redis服务。这些实例可以位于同一台机器上不同的端口,也可以分布在多台服务器上。 #### 安装与配置 Redis 创建存放Redis文件夹,并下载所需版本的Redis软件包[^4]: ```bash cd /usr/local mkdir redis wget https://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz tar -zxvf redis-6.2.6.tar.gz mv redis-6.2.6 redis-6 cd redis-6/src make PREFIX=/usr/local/redis/redis-6 install ``` 编辑`redis.conf`文件以适应不同环境需求,比如设置绑定IP地址、开启保护模式以及指定日志级别等参数。对于每个作为主节点或从节点运行的Redis实例都需要单独的一份配置文件副本。 #### 启动 Redis 主从集群 启动至少三个独立的Redis进程作为候选领导者(master),并通过调整各自的`.conf`中的`port`选项来区分它们;另外还需部署若干数量的跟随者(slave)。注意让所有的Redis实例监听相同的网络接口以便于相互通讯。 #### 编辑 Sentinel 配置文件 针对每一个计划参与监控活动的Sentinel守护程序都应具备专属的`sentry.conf`文档。在此类配置项内指明被监视对象的具体信息——即目标Master的名字及其初始连接详情(主机名加端口号),同时定义Quorum阈值和其他必要的属性[^3]。 在实际环境中应当预先复制保存好原始状态下的sentinel.conf以防意外情况发生: ```bash cp sentinel.conf sentinel.conf.bak ``` #### 启动 Sentinel 进程 利用如下指令激活哨兵机制,其中路径部分需替换为真实的sentinel配置文件所在位置[^2]: ```bash redis-sentinel /path/to/sentinel-config-file.conf ``` 例如,如果哨兵监听的是本地26383端口,则命令变为: ```bash redis-sentinel /usr/local/redis-7.2.4/sentinel-conf/sentinel-26383.conf ``` 完成上述步骤之后即可认为已经初步搭建好了基于Redis的高可用架构体系结构。此时可以通过发送特定请求给任意一台存活下来的Slave验证整个系统的健壮性和自动故障转移功能是否有效[^1]。
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