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一、主从复制 1.1主从复制的概念 1.2Redis主从复制作用 1.2.1数据冗余 1.2.2故障恢复 1.2.3负载均衡 1.2.4高可用基石 1.3Redis主从复制流程 1.4部署Redis 主从复制
1.4.1.环境部署 1.4.2.所有服务器都先关闭防火墙 1.4.3.所有服务器都安装Redis 1.4.4修改Master主节点R…目录
一、主从复制 1.1主从复制的概念 1.2Redis主从复制作用 1.2.1数据冗余 1.2.2故障恢复 1.2.3负载均衡 1.2.4高可用基石 1.3Redis主从复制流程 1.4部署Redis 主从复制
1.4.1.环境部署 1.4.2.所有服务器都先关闭防火墙 1.4.3.所有服务器都安装Redis 1.4.4修改Master主节点Redis的配置文件 1.6验证主从效果192.168.40.17 1.6.1在Master节点上面验证从节点
二.Redis 哨兵模式 2.1哨兵模式的原理 2.2哨兵模式的作用 2.3哨兵模式的结构 2.4故障转移机制 2.4.1由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障 2.4.2当主节点出现故障 2.4.3由leader哨兵节点执行故障转移过程如下: 2.5主节点的选举 2.7环境准备
2.8修改Redis配置文件(所有节点操作) 2.9启动哨兵模式并查看信息 2.10故障模拟
编辑 三.Redis集群模式 3.1redis群集的概念 3.2集群的作用 3.2.1数据分区 3.2.2高可用 3.3集群模式的数据分片 3.4集群模式的主从复制模型 3.5Redis集群部署 3.5.1环境准备
3.6准备操作 3.7开启群集功能 3.8启动redis节点 3.9启动集群 3.10测试群集 四.总结 一、主从复制 1.1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。 1.2Redis主从复制作用 1.2.1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。 1.2.2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。 1.2.3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。 1.2.4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。 1.3Redis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。 1.4部署Redis 主从复制
1.4.1.环境部署
Master节点 192.168.40.172 redis-5.0.7.tar.gz
Slave1节点 192.168.40.170 redis-5.0.7.tar.gz
Slave2节点 192.168.40.17 redis-5.0.7.tar.gz 1.4.2.所有服务器都先关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
systemctl disable firewalld 1.4.3.所有服务器都安装Redis
systemctl stop firewalld
setenforce 0yum install -y gcc gcc-c maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh回车四次下一步需要手动输入Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/ 1.4.4修改Master主节点Redis的配置文件
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
netstat -natp | grep redis 1.6验证主从效果192.168.40.17
首先在Master上节点上查看日志tail -f /var/log/redis_6379.log 1.6.1在Master节点上面验证从节点
redis-cli info replication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。 2.1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。 2.2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。 2.3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主观下线后不会再有后续的客观下线和故障转移操作。 2.4故障转移机制 2.4.1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 2.4.2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。 2.4.3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;通知客户端主节点己经更换。 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。 2.5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 2.7环境准备
Master192.168.40.17
Slave1192.168.40.170
Slave2192.168.40.172
2.8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 192.168.40.17 6379 2 #84行 修改
指定该哨兵节点监控192.168.40.17:6379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 ) 2.9启动哨兵模式并查看信息
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
redis-cli -p 26379 info Sentinel2.10故障模拟
#在Master 上查看redis-server进程号:
ps -elf | grep redis#杀死 Master 节点上redis-server的进程号
kill -9 redis进程号 #Master节点上redis-server的进程号#验证master是转换至从服务器
tail -f /var/log/sentinel.log#在Slave上查看是否转换成功
redis-cli -p 26379 INFO Sentinel 三.Redis集群模式 3.1redis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。 3.2集群的作用 3.2.1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。 3.2.2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。 3.3集群模式的数据分片
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 3.4集群模式的主从复制模型
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位为主节点继续服务。当B和B1都失败后集群将不可用。 3.5Redis集群部署 3.5.1环境准备
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3台服务器上模拟,每台主机上设置一主一备以IP地址和端口进行区分三个主节点端口号6001,6002,6003对应的的从节点端口号7001,7002,7003
192.168.40.16 master这里为了方便所有的节点都在同一台服务器上模拟
3.6准备操作
cd /etc/redis
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}for i in {1..6}
do
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done 3.7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个端口要不一样
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001vim redis.conf
#bind 127.0.0.1 #69行注释掉bind项,默认监听所有网卡
protected-mode no #88行修改关闭保护模式
port 6001 #92行修改redis监听端口
daemonize yes #136行,开启守护进程,以独立进程启动
cluster-enabled yes #832行取消注释开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf #840行取消注释群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000 #846行取消注释群集超时时间设置
appendonly yes #700行修改开启AOF持久化 3.8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 /etc/redis/redis-cluster/redis6001
redis-server redis.conffor i in {1..6}
do
cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
redis-server redis.conf
doneps -ef | grep redis 3.9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 1yes 3.10测试群集
redis-cli -p 6001 -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 四.总结
1.主从复制适用于数据的多机备份以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。 2.哨兵模式基于主从复制部署哨兵模式必须先部署主从复制其在主从复制基础上提供了自动化的故障恢复。但是其写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制。 3.Redis集群提供了分布式存储方案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其集群最低需要6个节点三主三从实现Redis高可用
