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一、redis的高可用
1#xff09;redis高可用的概念
2#xff09;Redis的高可用技术
二、redis主从复制
1#xff09;主从复制的作用
2#xff09;主从复制流程
三、redis一主二从的部署
实验组件
实验步骤
环境准备
修改内核参数
安装 Redis
创建redis工…目录
一、redis的高可用
1redis高可用的概念
2Redis的高可用技术
二、redis主从复制
1主从复制的作用
2主从复制流程
三、redis一主二从的部署
实验组件
实验步骤
环境准备
修改内核参数
安装 Redis
创建redis工作目录
环境变量
定义systemd服务管理脚本
修改 Redis 配置文件Master节点操作
修改 Redis 配置文件Slave节点操作
验证主从效果
在Master节点上看日志
在Master节点上验证从节点
三、Redis哨兵模式
1哨兵模式的作用
2哨兵结构
3故障转移机制
4主节点的选举
5搭建Redis 哨兵模式
修改 Redis 哨兵模式的配置文件所有节点操作
启动哨兵模式
查看哨兵信息
故障模拟
查看redis-server进程号
杀死 Master 节点上redis-server的进程号
验证结果
四、Redis 群集模式
1集群的作用
1数据分区
2高可用
2Redis集群的数据分片
3搭建Redis 群集模式
开启群集功能
启动redis节点
启动集群
测试群集 一、redis的高可用
1redis高可用的概念
在web服务器中高可用是指服务器可以正常访问的时间衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务
高可用的计算公式是1-宕机时间/宕机时间运行时间
2个999%一年内宕机时长1%×365天3.6524天87.6h
4个999.99%一年内宕机时长0.01%×365天52.56min
5个999.999%一年内宕机时长0.001%*365天5.265min
11个9几乎一年宕机时间只有几秒钟
2Redis的高可用技术
在Redis中实现高可用的技术主要包括持久化、主从复制、哨兵和cluster集群 持久化 持久化是最简单的高可用方法有时甚至不被归为高可用的手段主要作用是数据备份即将数据存储在硬盘保证数据不会因进程退出而丢失 主从复制 主从复制是高可用Redis的基础哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份和同步以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复
缺陷故障恢复无法自动化写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制 哨兵 在主从复制的基础上哨兵实现了自动化的故障恢复。主挂了找一个从成为新的主哨兵节点进行监控
缺陷写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制 Cluster集群 通过集群Redis解决了写操作无法负载均衡以及存储能力受到单机限制的问题实现了较为完善的高可用方案。6台起步成双成对3主3从
二、redis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。
1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
2主从复制流程 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Master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
三、redis一主二从的部署
实验组件
主从IP地址master192.168.80.10slave1192.168.80.11slave2192.168.80.12
实验步骤
环境准备
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i s/enforcing/disabled/ /etc/selinux/config
修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
vm.overcommit_memory 1
net.core.somaxconn 2048
sysctl -p
安装 Redis
yum install -y gcc gcc-c make
tar zxvf /opt/redis-7.0.9.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-7.0.9
make
make PREFIX/usr/local/redis install
#由于Redis源码包中直接提供了 Makefile 文件所以在解压完软件包后不用先执行 ./configure 进行配置可直接执行 make 与 make install 命令进行安装
创建redis工作目录
mkdir /usr/local/redis/{conf,log,data}
cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/conf/
useradd -M -s /sbin/nologin redis
chown -R redis.redis /usr/local/redis/
环境变量
vim /etc/profile
PATH$PATH:/usr/local/redis/bin #增加一行
source /etc/profile
定义systemd服务管理脚本
vim /usr/lib/systemd/system/redis-server.service
[Unit]
DescriptionRedis Server
Afternetwork.target[Service]
Userredis
Groupredis
Typeforking
TimeoutSec0
PIDFile/usr/local/redis/log/redis_6379.pid
ExecStart/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/conf/redis.conf
ExecReload/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmptrue[Install]
WantedBymulti-user.target
修改 Redis 配置文件Master节点操作
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 0.0.0.0 #87行修改监听地址为0.0.0.0
protected-mode no #111行将本机访问保护模式设置no
port 6379 #138行Redis默认的监听6379端口
daemonize yes #309行设置为守护进程后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid #341行指定 PID 文件
logfile /usr/local/redis/log/redis_6379.log #354行指定日志文件
dir /usr/local/redis/data #504行指定持久化文件所在目录
#requirepass abc123 #1037行可选设置redis密码
appendonly yes #1380行开启AOF
systemctl restart redis-server.service
修改 Redis 配置文件Slave节点操作
vim /usr/local/redis/conf/redis.conf
bind 0.0.0.0 #87行修改监听地址为0.0.0.0
protected-mode no #111行将本机访问保护模式设置no
port 6379 #138行Redis默认的监听6379端口
daemonize yes #309行设置为守护进程后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid #341行指定 PID 文件
logfile /usr/local/redis/log/redis_6379.log #354行指定日志文件
dir /usr/local/redis/data #504行指定持久化文件所在目录
#requirepass abc123 #1037行可选设置redis密码
appendonly yes #1380行开启AOF
replicaof 192.168.80.10 6379 #528行指定要同步的Master节点IP和端口
#masterauth abc123 #535行可选指定Master节点的密码仅在Master节点设置了requirepass
systemctl restart redis-server.service
验证主从效果
在Master节点上看日志
tail -f /usr/local/redis/log/redis_6379.log
Replica 192.168.80.11:6379 asks for synchronization
Replica 192.168.80.12:6379 asks for synchronization
Synchronization with replica 192.168.80.11:6379 succeeded
Synchronization with replica 192.168.80.12:6379 succeeded
在Master节点上验证从节点
redis-cli info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip192.168.80.11,port6379,stateonline,offset1246,lag0
slave1:ip192.168.80.12,port6379,stateonline,offset1246,lag1
三、Redis哨兵模式 主从切换技术的方法是当服务器宕机后需要手动一台从机切换为主机这需要人工干预不仅费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点就有了哨兵机制 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它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
2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
3故障转移机制
1.由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障 每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了单方面的。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了这样就客观下线了
2.当主节点出现故障此时哨兵节点会通过Raft算法选举算法实现选举机制共同选举出一个哨兵节点为leader来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点
3.由leader哨兵节点执行故障转移过程如下 将某一个从节点升级为新的主节点让其它从节点指向新的主节点 若原主节点恢复也变成从节点并指向新的主节点 通知客户端主节点已经更换
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
4主节点的选举 过滤掉不健康的已下线的没有回复哨兵 ping 响应的从节点 选择配置文件中从节点优先级配置最高的。replica-priority默认值为100 选择复制偏移量最大也就是复制最完整的从节点
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
5搭建Redis 哨兵模式 Master节点192.168.80.10 Slave1节点192.168.80.11 Slave2节点192.168.80.12 systemctl stop firewalld
setenforce 0
修改 Redis 哨兵模式的配置文件所有节点操作
cp /opt/redis-7.0.9/sentinel.conf /usr/local/redis/conf/
chown redis.redis /usr/local/redis/conf/sentinel.conf
vim /usr/local/redis/conf/sentinel.conf
protected-mode no #6行关闭保护模式
port 26379 #10行Redis哨兵默认的监听端口
daemonize yes #15行指定sentinel为后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis-sentinel.pid #20行指定 PID 文件
logfile /usr/local/redis/log/sentinel.log #25行指定日志存放路径
dir /usr/local/redis/data #54行指定数据库存放路径
sentinel monitor mymaster 192.168.80.10 6379 2 #73行修改 指定该哨兵节点监控192.168.80.10:6379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 auth-pass mymaster abc123 #76行可选指定Master节点的密码仅在Master节点设置了requirepass
sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000 #114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 #214行同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间180秒
启动哨兵模式
先启master再启slave
cd /usr/local/redis/conf/
redis-sentinel sentinel.conf
查看哨兵信息
redis-cli -p 26379 info Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:namemymaster,statusok,address192.168.80.10:6379,slaves2,sentinels3
故障模拟
查看redis-server进程号
ps -ef | grep redis
root 57031 1 0 15:20 ? 00:00:07 /usr/local/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root 57742 1 1 16:05 ? 00:00:07 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root 57883 57462 0 16:17 pts/1 00:00:00 grep --colorauto redis
杀死 Master 节点上redis-server的进程号
kill -9 57031 #Master节点上redis-server的进程号
验证结果
tail -f /usr/local/redis/log/sentinel.log
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.517 # sdown master mymaster 192.168.80.10 6379
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.594 * Sentinel new configuration saved on disk
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.594 # new-epoch 1
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.595 * Sentinel new configuration saved on disk
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.595 # vote-for-leader c64fac46fcd98350006900c330998364d6af635d 1
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.620 # odown master mymaster 192.168.80.10 6379 #quorum 2/2
6709:X 13 Mar 2023 12:27:29.621 # Next failover delay: I will not start a failover before Mon Mar 13 12:33:30 2023
6709:X 13 Mar 2023 12:27:30.378 # config-update-from sentinel c64fac46fcd98350006900c330998364d6af635d 192.168.80.11 26379 mymaster 192.168.80.10 6379
6709:X 13 Mar 2023 12:27:30.378 # switch-master mymaster 192.168.80.10 6379 192.168.80.11 6379
6709:X 13 Mar 2023 12:27:30.378 * slave slave 192.168.80.13:6379 192.168.80.13 6379 mymaster 192.168.80.11 6379
6709:X 13 Mar 2023 12:27:30.378 * slave slave 192.168.80.10:6379 192.168.80.10 6379 mymaster 192.168.80.11 6379
6709:X 13 Mar 2023 12:27:30.381 * Sentinel new configuration saved on disk
6709:X 13 Mar 2023 12:27:33.379 # sdown slave 192.168.80.10:6379 192.168.80.10 6379 mymaster 192.168.80.11 6379
redis-cli -p 26379 INFO Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_tilt_since_seconds:-1
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:namemymaster,statusok,address192.168.80.11:6379,slaves2,sentinels3
四、Redis 群集模式 集群即Redis Cluster是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案 集群由多组节点(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
1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
2Redis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 集群的每组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。 3搭建Redis 群集模式
redis的集群一般需要6个节点3主3从。方便起见这里所有节点在同一台服务器上模拟 以端口号进行区分 3个主节点端口号6001/6002/6003 对应的从节点端口号6004/6005/6006
cd /usr/local/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}
for i in {1..6}
do
cp /opt/redis-7.0.9/redis.conf /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-7.0.9/src/redis-cli /opt/redis-7.0.9/src/redis-server /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$i
done
开启群集功能
#其他5个文件夹的配置文件以此类推修改注意6个端口都要不一样。
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis6001
vim redis.conf
#bind 127.0.0.1 #87行注释掉bind项默认监听所有网卡
protected-mode no #111行关闭保护模式
port 6001 #138行修改redis监听端口
daemonize yes #309行设置为守护进程后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6001.pid #341行指定 PID 文件
logfile /usr/local/redis/log/redis_6001.log #354行指定日志文件
dir ./ #504行指定持久化文件所在目录
appendonly yes #1379行开启AOF
cluster-enabled yes #1576行取消注释开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf #1584行取消注释群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000 #1590行取消注释群集超时时间设置
启动redis节点
分别进入那六个文件夹执行命令redis-server redis.conf 来启动redis节点
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis6001
redis-server redis.conf
for d in {1..6}
do
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$d
./redis-server redis.conf
done
ps -ef | grep redis
启动集群
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1 #六个实例分为三组每组一主一从前面的做主节点后面的做从节点。下面交互的时候 需要输入 yes 才可以创建。 --replicas 1 表示每个主节点有1个从节点 测试群集
redis-cli -p 6001 -c #加-c参数节点之间就可以互相跳转
127.0.0.1:6001 cluster slots #查看节点的哈希槽编号范围
1) 1) (integer) 54612) (integer) 10922 #哈希槽编号范围3) 1) 127.0.0.12) (integer) 6003 #主节点IP和端口号3) fdca661922216dd69a63a7c9d3c4540cd6baef444) 1) 127.0.0.12) (integer) 6004 #从节点IP和端口号3) a2c0c32aff0f38980accd2b63d6d952812e44740
2) 1) (integer) 02) (integer) 54603) 1) 127.0.0.12) (integer) 60013) 0e5873747a2e26bdc935bc76c2bafb19d0a54b114) 1) 127.0.0.12) (integer) 60063) 8842ef5584a85005e135fd0ee59e5a0d67b0cf8e
3) 1) (integer) 109232) (integer) 163833) 1) 127.0.0.12) (integer) 60023) 816ddaa3d1469540b2ffbcaaf9aa867646846b304) 1) 127.0.0.12) (integer) 60053) f847077bfe6722466e96178ae8cbb09dc8b4d5eb
127.0.0.1:6001 set name zhangsan
- Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6003
OK
127.0.0.1:6001 cluster keyslot name #查看name键的槽编号
redis-cli -p 6004 -c
redis-cli -p 6001 -c cluster novv
