redis服务之主从复制、哨兵模式、群集模式

最新推荐文章于 2024-12-10 15:00:45 发布
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分类专栏： 代理服务器 文章标签： 数据库 redis
lijunjie
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前言

在之前的博客：NoSQL之Redis配置与优化 中我们在讲redis的高可用的内容时，说过实现高可用的技术主要包括持久化、主从复制、哨兵和集群，上次只写了持久化，这次我们补充一下主从复制、哨兵和集群的内容。

一、Redis主从复制

1、Redis主从复制的概念

  • 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；
    • 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。

2、Redis主从复制的作用

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。

3、Redis主从复制的流程

  • 第一步：若启动一个Slave机器进程，则它会向Master机器发送一个“sync command”命令，请求同步连接。
  • 第二步：无论是第一次连接还是重新连接，Master机器都会启动一个后台进程，将数据快照保存到数据文件中（执行rdb操作），同时Master还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。
  • 第三步：后台进程完成缓存操作之后，Maste机器就会向Slave机器发送数据文件，Slave端机器将数据文件保存到硬盘上，然后将其加载到内存中，接着Master机器就会将修改数据的所有操作一并发送给Slave端机器。若Slave出现故障导致宕机，则恢复正常后会自动重新连接。
  • 第四步：Master机器收到Slave端机器的连接后，将其完整的数据文件发送给Slave端机器，如果Mater同时收到多个Slave发来的同步请求，则Master会在后台启动一个进程以保存数据文件，然后将其发送给所有的Slave端机器，确保所有的Slave端机器都正常。

4、Redis主从复制的搭建

redis-5.0.7.tar.gz
相关安装包
环境配置

主机操作系统IP地址安装包
MasterCentOS7192.168.163.10redis-5.0.7.tar.gz
Slave1CentOS7192.168.163.20redis-5.0.7.tar.gz
Slave2CentOS7192.168.163.30redis-5.0.7.tar.gz
hostnamectl set-hostname master  #修改主机名，每台主机要改的不一样
su
systemctl stop firewalld
setenforce 0

每台主机
在这里插入图片描述

（1）安装Redis（所有主机）

Master：192.168.163.10
Slave1：192.168.163.20
Slave2：192.168.163.30

yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz

cd /opt/redis-5.0.7/
make && make PREFIX=/usr/local/redis install

cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
......
#回车四次后，手动输入，需要一次性输入正确
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  	

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

（2）修改Master节点Redis配置文件

Master：192.168.163.10

vim /etc/redis/6379.conf
#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段
bind 0.0.0.0
#137行，开启守护进程
daemonize yes
#172行，指定日志文件目录
logfile /var/log/redis_6379.log
#264行，指定工作目录
dir /var/lib/redis/6379
#700行，开启AOF持久化功能
appendonly yes

/etc/init.d/redis_6379 restart

在这里插入图片描述

（3）修改Slave节点Redis配置文件

Slave1：192.168.163.20
Slave2：192.168.163.30

vim /etc/redis/6379.conf
#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡
bind 0.0.0.0
#137行，开启守护进程
daemonize yes
#172行，指定日志文件目录
logfile /var/log/redis_6379.log
#264行，指定工作目录
dir /var/lib/redis/6379
#288行，指定要同步的Master节点IP和端口
replicaof 192.168.163.10 6379
#700行，开启AOF持久化功能
appendonly yes

/etc/init.d/redis_6379 restart

在这里插入图片描述

（4）验证主从效果

Master：192.168.163.10

  • 在Master节点上看日志
tail -f /var/log/redis_6379.log

在这里插入图片描述

  • 在Master节点上验证从节点
redis-cli info replication

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

二、Redis 哨兵模式

哨兵的核心功能：在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移

1、哨兵模式的原理

  • 哨兵(sentinel)：是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的 Master 并将所有 Slave 连接到新的 Master。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。

2、哨兵模式的作用

  • 监控：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
  • 自动故障转移：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其他从节点改为复制新的主节点。
  • 通知（提醒）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

3、哨兵模式的结构

哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点：

  • 哨兵节点：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。
  • 数据节点：主节点和从节点都是数据节点。

哨兵的启动依赖于主从模式，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式，所有节点上都需要部署哨兵模式，哨兵模式会监控所有的 Redis 工作节点是否正常，当 Master 出现问题的时候，因为其他节点与主节点失去联系，因此会投票，投票过半就认为这个 Master 的确出现问题，然后会通知哨兵间，然后从 Slaves 中选取一个作为新的 Master。

注意：客观下线是主节点才有的概念；如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作。

4、哨兵模式的搭建

环境配置
此时主从复制已搭建完成

主机操作系统IP地址安装包
MasterCentOS7192.168.163.10redis-5.0.7.tar.gz
Slave1CentOS7192.168.163.20redis-5.0.7.tar.gz
Slave2CentOS7192.168.163.30redis-5.0.7.tar.gz

（1）修改 Redis 配置文件（所有节点操作）

Master：192.168.163.10
Slave1：192.168.163.20
Slave2：192.168.163.30

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
#17行，关闭保护模式
protected-mode no
#21行，Redis哨兵默认的监听端口
port 26379
#26行，指定sentinel为后台启动
daemonize yes
#36行，指定日志存放路径
logfile "/var/log/sentinel.log"
#65行，指定数据库存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"
#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.163.10:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最后的2的含义与主节点的故障判定有关：至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移
sentinel monitor mymaster 192.168.163.10 6379 2
#113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000

在这里插入图片描述

（2）启动哨兵模式

Master：192.168.163.10
Slave1：192.168.163.20
Slave2：192.168.163.30
注意：先启master，再启slave

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
  • 先启动主节点
    在这里插入图片描述
  • 再启动从节点
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

（3）查看哨兵模式信息

Master：192.168.163.10

redis-cli -p 26379 info Sentinel

在这里插入图片描述

（4）故障模拟

Master：192.168.163.10

#查看redis-server进程号
ps aux | grep redis
root      46451  0.1  0.4 156404  7776 ?        Ssl  09:17   0:04 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      46884  0.2  0.4 153844  7744 ?        Ssl  09:54   0:01 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root      46999  0.0  0.0 112676   984 pts/2    R+   10:04   0:00 grep --color=auto redis


#杀死 Master 节点上redis-server的进程号，模拟故障
kill -9 46451			#Master节点上redis-server的进程号

在这里插入图片描述

（5）验证结果

Master：192.168.163.10

tail -f /var/log/sentinel.log
#-------日志信息------------
46884:X 03 Mar 2021 10:05:26.128 # +failover-end master mymaster 192.168.163.10 6379
46884:X 03 Mar 2021 10:05:26.128 # +switch-master mymaster 192.168.163.10 6379 192.168.163.20 6379
46884:X 03 Mar 2021 10:05:26.129 * +slave slave 192.168.163.30:6379 192.168.163.30 6379 @ mymaster 192.168.163.20 6379
46884:X 03 Mar 2021 10:05:26.129 * +slave slave 192.168.163.10:6379 192.168.163.10 6379 @ mymaster 192.168.163.20 6379
46884:X 03 Mar 2021 10:05:56.177 # +sdown slave 192.168.163.10:6379 192.168.163.10 6379 @ mymaster 192.168.163.20 6379

redis-cli -p 26379 INFO Sentinel

在这里插入图片描述

三、Redis 群集模式

1、redis群集的概念

  • 集群，即Redis Cluster，是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。
  • 集群由多个节点(Node)组成，Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点：只有主节点负责读写请求和集群信息的维护；从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。

2、集群的作用

（1）数据分区

  • 数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。
  • 集群将数据分散到多个节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。
    Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。

（2）高可用

  • 集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似）；当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。

3、Redis集群的数据分片

  • Redis集群引入了哈希槽的概念
  • Redis集群有16384个哈希槽（编号0-16383）
  • 集群的每个节点负责一部分哈希槽
  • 每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作

以3个节点组成的集群为例
节点A包含0到5460号哈希槽
节点B包含5461到10922号哈希槽
节点C包含10923到16383号哈希槽

Redis集群的主从复制模型
集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。
为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用

4、搭建Redis 群集模式

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。
先在六台服务器上安装redis数据库

主机操作系统IP：端口安装包
Master1CentOS7192.168.163.11:6371redis-5.0.7.tar.gz
Master2CentOS7192.168.163.12:6372redis-5.0.7.tar.gz
Master3CentOS7192.168.163.13:6373redis-5.0.7.tar.gz
Slave1CentOS7192.168.163.14:6374redis-5.0.7.tar.gz
Slave2CentOS7192.168.163.15:6375redis-5.0.7.tar.gz
Slave3CentOS7192.168.163.16:6376redis-5.0.7.tar.gz

这里使用不同的节点只是想说redis集群模式可以指定端口，不是只能使用6379端口，如果不想改的话也可以全都使用一个端口，这样创建目录和修改配置的时候更方便，所有节点除了监听的ip不一样以外没什么不同。

（1）创建并复制相关文件

所有节点

#创建文件，文件名要根据端口创建，方便区别
cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis6371 
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6371/
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6371/

在这里插入图片描述

（2）修改配置文件，开启群集功能

所有节点
先设置一个节点

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6371
vim redis.conf
#69行，修改bind项，监听自己的IP
bind 192.168.163.11
#88行，修改，关闭保护模式
protected-mode no
#92行，修改，redis监听端口
port 6371
#136行，以独立进程启动
daemonize yes
#699行，修改，开启AOF持久化
appendonly yes
#832行，取消注释，开启群集功能
cluster-enabled yes
#840行，取消注释，修改，群集名称文件设置
cluster-config-file nodes-6371.conf
#846行，取消注释，群集超时时间设置
cluster-node-timeout 15000

在这里插入图片描述
在这个节点上配置好的文件复制过去

scp /etc/redis/redis-cluster/redis6371/redis.conf root@192.168.163.12:/etc/redis/redis-cluster/redis6372/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6371/redis.conf root@192.168.163.13:/etc/redis/redis-cluster/redis6373/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6371/redis.conf root@192.168.163.14:/etc/redis/redis-cluster/redis6374/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6371/redis.conf root@192.168.163.15:/etc/redis/redis-cluster/redis6375/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6371/redis.conf root@192.168.163.16:/etc/redis/redis-cluster/redis6376/redis.conf

在这里插入图片描述

  • 其他服务器上
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6372
vim redis.conf
#69行，修改bind项，监听自己的IP
bind 192.168.163.12
#92行，修改，redis监听端口
port 6372
#840行，取消注释，修改，群集名称文件设置
cluster-config-file nodes-6372.conf

在这里插入图片描述

（3）启动redis节点

所有节点

#每台服务器进入对应的文件中，执行命令
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6371/
redis-server redis.conf

ps -ef |  grep redis

在这里插入图片描述

（4）启动集群

Master1 192.168.163.11:6371

redis-cli --cluster create 192.168.163.11:6371 192.168.163.12:6372 192.168.163.13:6373 192.168.163.14:6374 192.168.163.15:6375 192.168.163.16:6376 --cluster-replicas 1

在这里插入图片描述

（5）测试群集

redis-cli -h 192.168.163.11 -p 6371 -c   #加-c参数，节点之间就可以互相跳转	
cluster slots			#查看节点的哈希槽编号范围
set test lisi
cluster keyslot test	#查看name键的槽编号

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
此时redis集群配置完成

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Y0UZI的博客
06-26 4056
当半同步复制发生超时（由rpl_semi_sync_master_timeout参数控制，默认为10000ms，即10s），会暂时关闭半同步复制，转而使用异步复制，也就是会自动降为异步工作。主数据库上面设置的max_allowed_packet比从数据库大，当一个大的sql语句，能在主数据库上面执行完毕，从数据库上面设置过小，无法执行，导致的主从不一致。，这样就会有一个问题：主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。
Another RDM链接redis哨兵模式
最新发布
02-20
Another RDM是一款用于管理多种数据库的图形化工具，支持Redis、MySQL等多种数据存储系统。当涉及到连接采用哨兵模式部署的Redis集群时，其配置和普通单机版或主从复制模式有所不同。 ### Redis哨兵模式简介 Redis Sentinel（哨兵）提供了一种高可用性的解决方案，它通过监控多个Redis实例的状态，并自动处理故障转移来保证系统的稳定运行。一个典型的哨兵架构包括： - **一组Redis节点**：通常由三个以上奇数个组成，可以包含Master（主服务器）、Slave（从服务器），其中Master负责读写操作而Slaves则只接受来自Master的数据同步。 - **若干Sentinel进程**：它们会持续监视所有Master与Slaves以及其它Sentine实例的工作状况，一旦发现某个Master出现问题无法正常工作，则触发选举机制选择新的Master并完成切换。 ### 使用Another RDM链接到哨兵模式下的Redis步骤 1. **安装配置Another RDM软件** - 确保已经成功下载并且安装了最新版本的应用程序；访问[官方网址](https://www.another-rdm.com/)获取更多信息及帮助文档。 2. **添加新连接** 打开Another RDM界面，在“File”菜单下选择`Add Connection...`(或者点击界面上对应的图标)。 3. **设置基本参数** 在弹出窗口内找到Redis选项卡，输入以下必要信息： - `Connection Name`: 给这个特定连接起个名字以便日后识别； - `Host(s)/IP Address(es)` : 列表形式填入各个参与哨兵投票决策过程的主机地址(例如："sentinel0.example.com,sentinel1.example.com,...") ; - `Port Number`: 默认情况下哨兵监听的是26379端口而不是标准客户端交互使用的6379，默认不需要更改除非有特殊需求; > 提示: 如果不确定具体数值，请参考目标环境的实际设定值。 4. **认证及其他高级特性配置**(如适用) 根据实际情况填写密码等验证信息以及其他非必需但可能需要调整的相关属性。这取决于具体的业务场景和个人偏好。 5. **测试并保存配置** 完成上述所有项目之后尝试建立一次初步通信以确认无误——如果一切顺利的话就可以放心地将此记录储存下来啦！ 请注意，每个哨兵实例都需要能够互相通讯才能有效地维护整个群集健康状态的信息共享。此外，为了提高可靠性建议尽量避免在生产环境中使用默认网络配置项以外的内容做实验性质的功能探索。
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