Redis 主从复制、哨兵模式概述及部署

2023-09-29 14:39:46

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；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。

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

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。
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。
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。
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。

Redis 主从复制的搭建

1、环境配准备

主机	操作系统	IP地址	软件包 / 工具
Master	Centos7	20.0.0.6	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	Centos7	20.0.0.5	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	Centos7	20.0.0.7	redis-5.0.7.tar.gz

2、安装 Redis

三台服务器都要安装且安装步骤一致，下面示范的是某一台

systemctl stop firewalld
setenforce 0
cd /opt/
ls
yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/

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

cd utils/
./install_server.sh

回车四次后，第五次需要手动输入

Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server      

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
/etc/init.d/redis_6379 start
netstat -natp | grep 6379

3、修改 Redis 配置文件（ Master 节点操作： 20.0.0.6）

vim /etc/redis/6379.conf

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

/etc/init.d/redis_6379 restart

4、修改 Redis 配置文件（ Slave 节点操作： 20.0.0.5、20.0.0.7）

vim /etc/redis/6379.conf

bind 0.0.0.0                        #70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡
daemonize yes                        #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log        #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379                #264行，指定工作目录
replicaof 20.0.0.6 6379        #288行，指定要同步的Master节点IP和端口
appendonly yes                        #700行，开启AOF持久化功能



/etc/init.d/redis_6379 restart

5、验证主从效果在

（1）在Master节点上查看日志

tail -f /var/log/redis_6379.log

（2）在 Master 节点上验证 Slave 从节点

redis-cli info replication

# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=20.0.0.7,port=6379,state=online,offset=2114,lag=1
slave1:ip=20.0.0.5,port=6379,state=online,offset=2114,lag=1

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。

需要特别注意的是，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。

哨兵模式的搭建

1、环境配置（基于主从复制已搭建完成）

主机	操作系统	IP地址	软件包 / 工具
Master	Centos7	20.0.0.6	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	Centos7	20.0.0.5	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	Centos7	20.0.0.7	redis-5.0.7.tar.gz

2、修改 Redis 配置文件（所有节点操作）

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf

protected-mode no                                #17行，关闭保护模式
port 26379                                        #21行，Redis哨兵默认的监听端口
daemonize yes                                    #26行，指定sentinel为后台启动
logfile "/var/log/sentinel.log"                    #36行，指定日志存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"                        #65行，指定数据库存放路径
sentinel monitor mymaster 20.0.0.6 6379 2    #84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.184.10:6379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 down-after-milliseconds mymaster 30000    #113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000        #146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）

3、启动哨兵模式（先启动master，再启动slave）

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意！先启动主服务器，再启动从服务器

4、故障模拟

查看redis-server进程号

ps aux | grep redis

root       7554  0.0  0.3 156404  7740 ?        Ssl  01:43   0:05 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      46506  0.2  0.3 153844  7956 ?        Ssl  03:06   0:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root      46536  0.0  0.0 112676   984 pts/1    S+   03:09   0:00 grep --color=auto redis
[1]+  完成                  redis-sentinel sentinel.conf

kill -9 7554            #Master节点上redis-server的进程号

5、验证结果

tail -f /var/log/sentinel.log

redis-cli -p 26379 INFO Sentinel