网站开发需要的知识和技术,永州做网站tuantaogou,崇州网站制作,网站外链坏处Redis主从模式虽然支持数据备份与读写分离#xff0c;但存在三大核心缺陷#xff1a;1. 故障切换依赖人工#xff08;主节点宕机需手动提升从节点#xff09;#xff1b;2. 监控能力缺失#xff08;无法自动检测节点异常#xff09;#xff1b;3. 脑裂风险#xff08;…Redis主从模式虽然支持数据备份与读写分离但存在三大核心缺陷1. 故障切换依赖人工主节点宕机需手动提升从节点2. 监控能力缺失无法自动检测节点异常3. 脑裂风险网络分区可能导致双主数据冲突。这些缺陷使得系统可用性难以保障尤其在分布式场景下隐患显著。
为此引入Redis哨兵模式通过独立部署的哨兵集群至少3节点实现
实时监控多哨兵协同检测节点健康状态自动故障转移主节点宕机时基于Raft算法选举新主并同步拓扑防脑裂机制客观下线判断需多数哨兵达成共识避免误判
哨兵模式将故障恢复时间从人工介入的分钟级压缩至秒级构建了完整的高可用体系。 三大定时监控任务 信息同步任务10秒/次
作用通过INFO命令获取Redis集群的实时拓扑结构包括主从节点的角色变化、新增从节点发现等。该任务是哨兵感知集群动态的基础。
技术实现
每个哨兵节点每10秒向主节点发送INFO命令主节点返回包含从节点列表的响应根据响应更新本地拓扑信息并与从节点建立连接发现新从节点时自动将其纳入监控范围
状态广播任务2秒/次
作用通过Redis的发布订阅机制实现哨兵节点间的状态同步与协作具体包括
交换节点状态判断广播当前哨兵对主节点是否下线的判断结果发现新哨兵节点通过解析__sentinel__:hello频道的消息动态加入新哨兵到集群触发Leader选举当检测到主节点异常时通过消息触发Raft选举流程
技术实现
哨兵节点既是发布者发送自身状态也是订阅者接收其他哨兵状态使用Redis的PUBLISH/SUBSCRIBE机制避免直接节点间通信的复杂性
心跳检测任务1秒/次
作用通过PING命令实现节点存活检测触发主观下线SDOWN判断流程。
技术实现
每1秒向所有主/从节点及哨兵节点发送PING命令若节点在down-after-milliseconds默认30秒内未响应标记为主观下线当主节点被标记为主观下线时启动客观下线ODOWN 投票
下线流程
Redis Sentinel的下线流程分为主观下线和客观下线两个核心阶段最终触发故障转移。 主观下线SDOWN
主观下线Subjectively Down简称SDOWN。
触发条件单个Sentinel节点通过心跳检测PING命令发现主节点或从节点无响应且超时时间超过配置的down-after-milliseconds阈值默认30秒。
技术细节
Sentinel每秒向所有主、从节点发送PING命令若节点在超时时间内未返回有效响应如PONG则标记为主观下线。有效响应包括PONG、LOADING、MASTERDOWN无效响应或无响应则触发判断。
特点
仅代表单个Sentinel的局部判断可能存在误判如网络抖动。从节点被标记为主观下线后不会触发后续流程仅主节点需进入客观下线阶段。
客观下线ODOWN
客观下线Objectively Down简称ODOWN。
触发条件当足够数量的Sentinel节点由quorum参数决定均认为主节点主观下线时主节点被标记为客观下线成为故障转移的触发条件。
技术细节
协商机制首个标记主节点主观下线的Sentinel会通过SENTINEL is-master-down-by-addr命令向其他Sentinel发起投票请求。投票规则需满足quorum值如配置为2则至少2个Sentinel投票确认主节点下线。防误判多数哨兵达成共识可降低因网络问题导致的误判概率。
关键参数quorum在配置文件中通过sentinel monitor master ip port quorum定义通常建议为哨兵节点数/2 1。
选举领头哨兵Leader Sentinel 触发条件主节点被标记为客观下线后Sentinel集群需通过Raft算法选举一个领头哨兵来执行故障转移。
选举规则
候选资格仅发起客观下线投票的Sentinel可成为候选者。投票机制每个Sentinel仅能投一票可投给自己或他人。候选者需同时满足获得半数以上Sentinel的投票和得票数≥quorum值。超时重试若选举失败等待随机时间后重新发起投票。
is-master-down-by-addr命令说明
SENTINEL is-master-down-by-addr ip port current_epoch runidip port目标主节点地址。current_epoch当前配置纪元用于防止旧消息干扰。runid runid*仅询问其他哨兵是否同意主节点下线用于客观下线判定。runid哨兵自身ID请求其他哨兵投票支持自己成为故障转移的领导者。
故障转移流程 执行步骤
筛选从节点剔除网络连接不稳定的从节点如断连次数超过down-after-milliseconds*10阈值。打分规则优先级排序
第一轮选择slave-priority配置值最小的从节点优先级最高。第二轮选择复制偏移量slave_repl_offset最大的从节点数据最新。第三轮选择运行IDrunid最小的从节点字典序最小。
主从切换
领头Sentinel向新主节点发送slaveof no one命令。更新其他从节点指向新主节点并通知客户端新拓扑信息。
主从切换成功后sentinel会在switch-master频道发发送主节点切换消息
$ redis-cli -p 16381 subscribe switch-master
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) subscribe
2) switch-master
3) (integer) 1
1) message
2) switch-master
3) mymaster 127.0.0.1 6381 127.0.0.1 6382哨兵模式实战部署
Redis节点规划如下
Master: 127.0.0.1:6380Slave1: 127.0.0.1:6381直连MasterSlave2: 127.0.0.1:6382直连MasterSentinel1127.0.0.1:16380Sentinel2127.0.0.1:16381Sentinel3127.0.0.1:16382
在/test/目录分别新建/test/6380、/test/6381、/test/6382三个目录用来存放redis的数据文件。然后在/test/目录分别新建/test/16380、/test/16381、/test/16382三个目录用来存放sentinel的数据文件这三个目录下都新建redis.conf文件内容如下
# /test/16380/redis.conf
port 16380
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2# /test/16381/redis.conf
port 16381
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2# /test/16382/redis.conf
port 16382
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 2三个sentinel数据目录下的文件内容都差不多只有端口不一样其中mymaster可以为任意的名字一个sentinel可以对多个集群中的master节点进行监控最后一个数字2的含义为3个节点中有2个节点2票判定master挂了就会开始自动故障转移。
先启动Master和2个Slave
$ redis-server --dir /test/6380 --port 6380$ redis-server --dir /test/6381 --port 6381 --replicaof 127.0.0.1 6380$ redis-server --dir /test/6382 --port 6382 --replicaof 127.0.0.1 6380然后启动三台sentinel也可以使用单独的redis-sentinel命令
$ redis-server /test/16380/redis.conf --sentinel$ redis-server /test/16381/redis.conf --sentinel$ redis-server /test/16382/redis.conf --sentinel从Sentinel1的日志中能发现它能根据Master节点找到2个Slave以及其他两个Sentinel
4922:X 16 Apr 2025 16:31:46.120 # Sentinel ID is ddb55a52514d296a3dca1123cfceaa309c134267
4922:X 16 Apr 2025 16:31:46.120 # monitor master mymaster 127.0.0.1 6380 quorum 2
4922:X 16 Apr 2025 16:31:46.121 * slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 mymaster 127.0.0.1 6380
4922:X 16 Apr 2025 16:31:46.124 * slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6380
4922:X 16 Apr 2025 16:31:51.117 * sentinel sentinel 9cc17be7b7e700d2800751113c5b0dad0944650f 127.0.0.1 16381 mymaster 127.0.0.1 6380
4922:X 16 Apr 2025 16:31:53.329 * sentinel sentinel 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 127.0.0.1 16382 mymaster 127.0.0.1 6380Sentinel可以通过向Master发送info命令来找到其他Slave
$ redis-cli -p 6380 info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip127.0.0.1,port6381,stateonline,offset5399,lag0
slave1:ip127.0.0.1,port6382,stateonline,offset5399,lag0
master_failover_state:no-failover
master_replid:1eeb77e6f1d2ca889541314746796ccb6efa4404
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:5399
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:5399Sentinel是怎么找到其他Sentinel的呢原来他们都在主节点和所有的从节点上订阅了同一个频道并将自己的信息发送到频道中像一个聊天窗口一样可以使用下面的命令来查看他们的聊天内容
$ redis-cli -p 6380 subscribe __sentinel__:hello
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) subscribe
2) __sentinel__:hello
3) (integer) 1
1) message
2) __sentinel__:hello
3) 127.0.0.1,16381,9cc17be7b7e700d2800751113c5b0dad0944650f,0,mymaster,127.0.0.1,6380,0
1) message
2) __sentinel__:hello
3) 127.0.0.1,16382,950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82,0,mymaster,127.0.0.1,6380,0
1) message
2) __sentinel__:hello
3) 127.0.0.1,16380,ddb55a52514d296a3dca1123cfceaa309c134267,0,mymaster,127.0.0.1,6380,0
...现在关闭Master节点过了大概30s由参数down-after-milliseconds决定6381就称为了master节点可以从Sentinel的日志中查看自动故障转移的大概过程。
Sentinel1
4922:X 16 Apr 2025 16:34:02.955 # sdown master mymaster 127.0.0.1 6380
4922:X 16 Apr 2025 16:34:03.043 # new-epoch 1
4922:X 16 Apr 2025 16:34:03.051 # vote-for-leader 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 1
4922:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 # config-update-from sentinel 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 127.0.0.1 16382 mymaster 127.0.0.1 6380
4922:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 # switch-master mymaster 127.0.0.1 6380 127.0.0.1 6381
4922:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 * slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6381
4922:X 16 Apr 2025 16:34:03.681 * slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 mymaster 127.0.0.1 6381
4922:X 16 Apr 2025 16:34:33.756 # sdown slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 mymaster 127.0.0.1 6381Sentinel2
4927:X 16 Apr 2025 16:34:02.996 # sdown master mymaster 127.0.0.1 6380
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.042 # new-epoch 1
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.050 # vote-for-leader 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 1
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.068 # odown master mymaster 127.0.0.1 6380 #quorum 3/2
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.068 # Next failover delay: I will not start a failover before Wed Apr 16 16:40:03 2025
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 # config-update-from sentinel 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 127.0.0.1 16382 mymaster 127.0.0.1 6380
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 # switch-master mymaster 127.0.0.1 6380 127.0.0.1 6381
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 * slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6381
4927:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 * slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 mymaster 127.0.0.1 6381
4927:X 16 Apr 2025 16:34:33.739 # sdown slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 mymaster 127.0.0.1 6381Sentinel3
4932:X 16 Apr 2025 16:34:02.959 # sdown master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.022 # odown master mymaster 127.0.0.1 6380 #quorum 2/2
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.022 # new-epoch 1
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.022 # try-failover master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.037 # vote-for-leader 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 1
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.050 # 9cc17be7b7e700d2800751113c5b0dad0944650f voted for 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 1
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.052 # ddb55a52514d296a3dca1123cfceaa309c134267 voted for 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82 1
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.104 # elected-leader master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.105 # failover-state-select-slave master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.158 # selected-slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.158 * failover-state-send-slaveof-noone slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.216 * failover-state-wait-promotion slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.625 # promoted-slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.625 # failover-state-reconf-slaves master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:03.680 * slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.173 # -odown master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.686 * slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.686 * slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.738 # failover-end master mymaster 127.0.0.1 6380
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.738 # switch-master mymaster 127.0.0.1 6380 127.0.0.1 6381
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.738 * slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 mymaster 127.0.0.1 6381
4932:X 16 Apr 2025 16:34:04.738 * slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 mymaster 127.0.0.1 6381
4932:X 16 Apr 2025 16:34:34.752 # sdown slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 mymaster 127.0.0.1 6381再去看一下sentinel的数据目录的redis.conf文件的内容sentinel会自动更新配置文件
$ cat /test/16380/redis.conf
port 16380
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6381 2
# Generated by CONFIG REWRITE
protected-mode no
user default on nopass ~* * all
dir /test
sentinel myid ddb55a52514d296a3dca1123cfceaa309c134267
sentinel config-epoch mymaster 1
sentinel leader-epoch mymaster 1
sentinel current-epoch 1
sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6380
sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6382
sentinel known-sentinel mymaster 127.0.0.1 16381 9cc17be7b7e700d2800751113c5b0dad0944650f
sentinel known-sentinel mymaster 127.0.0.1 16382 950c560895d65451db8b65ebc0a418feef21ba82最后再启动原来关闭的Master节点它会被sentinel监控到然后成为6381的从节点。
关键配置参数说明
# 定义哨兵监控的主节点信息。
# quorum触发主节点客观下线ODOWN所需的最小哨兵投票数。
# quorum通常设置为哨兵节点数的一半加一如3哨兵时设为2避免误判。
sentinel monitor master-name ip port quorum# 定义节点无响应多久后被标记为主观下线SDOWN
sentinel down-after-milliseconds master-name ms# 故障转移后允许同时从新主节点同步数据的从节点数量。
sentinel parallel-syncs master-name num# 定义故障转移各阶段的最大超时时间
sentinel failover-timeout master-name ms# 设置连接主节点和从节点的密码
sentinel auth-pass master-name password# 在NAT或Docker环境中指定哨兵对外通信的IP和端口
sentinel announce-ip ip
sentinel announce-port port # 显式声明从节点地址避免自动发现延迟
sentinel known-replica master-name ip port# 定义故障事件触发的报警脚本路径
sentinel notification-script master-name script-path
