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一、三大高可用方案
二、Redis 主从复制
1.主从复制的作用
2.主从复制流程
3.搭建Redis 主从复制
三、Redis 哨兵模式
1.哨兵的核心功能
2.哨兵模式的作用
3.哨兵结构组成
4.故障转移机制
5.主节点的选举
6.搭建Redis 哨兵模式
四、Redis 群集模式
1.概念 …目录
一、三大高可用方案
二、Redis 主从复制
1.主从复制的作用
2.主从复制流程
3.搭建Redis 主从复制
三、Redis 哨兵模式
1.哨兵的核心功能
2.哨兵模式的作用
3.哨兵结构组成
4.故障转移机制
5.主节点的选举
6.搭建Redis 哨兵模式
四、Redis 群集模式
1.概念
2.集群的作用
3.Redis集群的数据分片
4.Redis集群的主从复制模型
5. 搭建Redis 群集模式 一、三大高可用方案
●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。缺陷写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制哨兵无法对从节点进行自动故障转移在读写分离场景下从节点故障会导致读服务不可用需要对从节点做额外的监控、切换操作。 ●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。
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
1首次同步当从节点要进行主从复制时它会发送一个SYNC命令给主节点。主节点收到SYNC命令后会执行BGSAVE命令来生成RDB快照文件并在生成期间使用缓冲区记录所有写操作。 2快照传输当主节点完成BGSAVE命令并且快照文件准备好后将快照文件传输给从节点。主节点将快照文件发送给从节点并且在发送过程中主节点会继续将新的写操作缓冲到内存中。 3追赶复制当从节点收到快照文件后会加载快照文件并应用到自己的数据集中。一旦快照文件被加载从节点会向主节点发送一个PSYNC命令以便获取缓冲区中未发送的写操作。 4增量复制主节点收到PSYNC命令后会将缓冲区中未发送的写操作发送给从节点从节点会执行这些写操作保证与主节点的数据一致性。此时从节点已经追赶上了主节点的状态。 5同步从节点会继续监听主节点的命令并及时执行主节点的写操作以保持与主节点的数据同步。主节点会定期将自己的操作发送给从节点以便从节点保持最新的数据状态.
注意:当slave首次同步或者宕机后恢复时会全盘加载以追赶上大部队即全量复制
3.搭建Redis 主从复制
Master节点192.168.10.120 Slave1节点192.168.10.121 Slave2节点192.168.10.122
-------------安装 Redis------------------------ //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 2048sysctl -p
//安装redis
yum install -y gcc gcc-c maketar zxvf /opt/redis-7.0.13.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-7.0.13
make
make PREFIX/usr/local/redis install
注意由于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-7.0.13/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.confbind 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AOFsystemctl restart redis-server.service
-----修改 Redis 配置文件Slave节点操作-----
vim /usr/local/redis/conf/redis.confbind 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 192.168.10.120 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requirepasssystemctl 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 192.168.10.121:6379 asks for synchronization
Replica 192.168.10.122:6379 asks for synchronization
Synchronization with replica 192.168.10.121:6379 succeeded
Synchronization with replica 192.168.10.122:6379 succeeded 在Master节点上验证从节点
redis-cli info replication# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip192.168.10.121,port6379,stateonline,offset42,lag0
slave1:ip192.168.10.122,port6379,stateonline,offset42,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。 1.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.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。
3.哨兵结构组成
●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。
4.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。
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。
5.主节点的选举
1过滤掉不健康的已下线的没有回复哨兵 ping 响应的从节点。 2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 3选择复制偏移量最大也就是复制最完整的从
注意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节点。
6.搭建Redis 哨兵模式
---------------------搭建Redis 哨兵模式 ---------------------------- Master节点192.168.10.120 Slave1节点192.168.10.121 Slave2节点192.168.10.122
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-7.0.13/sentinel.conf /usr/local/redis/conf/
chown redis.redis /usr/local/redis/conf/sentinel.confvim /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 192.168.10.120 6379 2 #73行修改 指定该哨兵节点监控192.168.10.120:6379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,address192.168.10.120:6379,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 67036 #Master节点上redis-server的进程号
#验证结果
tail -f /usr/local/redis/log/sentinel.log6709: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 192.168.10.120 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 192.168.10.120:6379 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 测试
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
1.概念
集群即Redis Cluster是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。
集群由多组节点(Node)组成Redis的数据分布在这些节点组中。节点组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。
2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组节点一方面突破了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.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
4.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。
5. 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$i
done
#开启群集功能 #其他5个文件夹的配置文件以此类推修改注意6个端口都要不一样。
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis6001
vim redis.conf
#bind 127.0.0.1 #87行注释掉bind项默认监听所有网卡
protected-mode no #111行关闭保护模式
port 6001 #138行修改redis监听端口
daemonize yes #309行设置为守护进程后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6001.pid #341行指定 PID 文件
logfile /usr/local/redis/log/redis_6001.log #354行指定日志文件
dir ./ #504行指定持久化文件所在目录
appendonly yes #1379行开启AOF
cluster-enabled yes #1576行取消注释开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf #1584行取消注释群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000 #1590行取消注释群集超时时间设置
#启动redis节点 分别进入那六个文件夹执行命令redis-server redis.conf 来启动redis节点
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis6001
redis-server redis.conffor d in {1..6}
do
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$d
./redis-server redis.conf
doneps -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) f847077bfe6722466e96178ae8cbb09dc8b4d5eb127.0.0.1:6001 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 127.0.0.1:6004 keys * #对应的slave节点也有这条数据但是别的节点没有 1) name redis-cli -p 6001 -c cluster nodes
