redis之主从复制、哨兵模式

一 redis群集有三种模式

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。

缺陷：

成本比较高，通常至少三主三从，六台起步，成本比较高

二 Redis 主从复制

将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。前者称为主服务器

(Master)，后者称为从服务器(Slave)；

数据的复制是单向的，只能由主服务器到从服务器。

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主服务器可以有多个从服务器(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）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

sync同步 RDB（完全备份文件）给从服务器

AOF（增量备份）给从服务器

主从复制过程/原理：

①从---->主发送sync同步数据请求
②主redis 会fork一个子进程，然后会产生RDB文件(完全备份的文件)的过程

2.1 客户端还在持续的写入redis
③rdb文件持久化完成后，主redis会将RDB文件和缓存起来的命令推送给我们的从服务器
④复制、推送完后，主reids 会持续的同步操作命----->利用AOF(增备)主持久化功能
⑤在下一台redis 接入主从复制之前，会持续利用AOF的方式同步数据给从服务器

3 实验：搭建Redis 主从复制

master：192.168.11.4

slave1：192.168.11.3

slave1：192.168.11.14

①关闭防火墙防护

[root@mcb-11-4 ~]# hostnamectl set-hostname master
[root@mcb-11-4 ~]# bash
[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# setenforce 0

[root@mcb-11-3 ~]# hostnamectl set-hostname slave1
[root@mcb-11-3 ~]# bash
[root@slave1 ~]# systemctl stop firewalld
[root@slave1 ~]# setenforce 0

[root@mcb-11-14 ~]# hostnamectl set-hostname slave2
[root@mcb-11-14 ~]# bash
[root@slave2 ~]# systemctl stop firewalld 
[root@slave2 ~]# setenforce 0

主从服务器三台服务器都要做以下步骤：

-----安装 Redis-----
yum install -y gcc gcc-c++ make

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


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

cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
......
Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server  	

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

②安装 Redis

yum install -y gcc gcc-c++ make

两台从服务器与主服务器都要安装

master：vim /etc/hosts

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.11.4 master
192.168.11.3 slave1
192.168.11.14 slave2

远程共享：因为从与主文本相识

[root@slave2 opt]# scp redis-5.0.7.tar.gz slave1:/opt
The authenticity of host 'slave1 (192.168.11.3)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:3V0GFEzP1uwGoV7NVYcUJgAu4RXc3zyAmrdK/23JPYQ.
ECDSA key fingerprint is MD5:e7:4d:a5:3d:11:8b:3b:cb:e9:81:b0:07:59:19:f7:60.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added 'slave1,192.168.11.3' (ECDSA) to the list of known hosts.
root@slave1's password: 
redis-5.0.7.tar.gz                                                                  100% 1938KB  39.6MB/s   00:00    
[root@slave2 opt]#

④解压安装包

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

⑤切换安装

cd /opt/redis-5.0.7/
make

[root@master redis-5.0.7]# make

make PREFIX=/usr/local/redis install

[root@slave2 redis-5.0.7]# make PREFIX=/usr/local/redis install

./install_server.sh

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

⑥ 建立软连接

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

⑦查看文件

3 修改 Redis 配置文件（Master节点操作）

vim /etc/redis/6379.conf   redis.conf
bind 0.0.0.0						#70行，修改监听地址为0.0.0.0
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

①检测一下：

[root@slave2-redis utils]# vim /etc/redis/6379.conf
[root@slave2-redis utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@slave2-redis utils]# netstat -anpt|grep redis
tcp        0      0 127.0.0.1:6379          0.0.0.0:*               LISTEN      9933/redis-server 1

[root@slave1-redis utils]# vim /etc/redis/6379.conf
[root@slave1-redis utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@slave1-redis utils]#  netstat -anpt|grep redis
tcp        0      0 0.0.0.0:6379            0.0.0.0:*               LISTEN      15694/redis-server

[root@master ~]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Waiting for Redis to shutdown ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@master ~]#  netstat -anpt|grep redis
tcp        0      0 0.0.0.0:6379            0.0.0.0:*               LISTEN      3178/redis-server 0 
tcp        0      0 192.168.11.4:6379       192.168.11.3:38993      ESTABLISHED 3178/redis-server 0 
tcp        0      0 192.168.11.4:6379       192.168.11.14:58450     ESTABLISHED 3178/redis-server 0 
[root@master ~]#

②验证主从效果

③在主服务器输入文本

二 Redis 哨兵模式

主从切换：当服务器宕机后，需要人工手动一台从机切换为主机，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，哨兵引入了主服务器的自动故障转移。

2 哨兵模式原理:

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。

3 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。

4 哨兵结构由两部分组成：

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。

5 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：

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。

6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

7 实验操作

master：192.168.11.4

slave1:192.168.11.3

slave1:192.168.11.14

哨兵的启动是在主从复制之上，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式

①修改master主配置文件

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf

protected-mode no								#17行，关闭保护模式（取消注释）
 
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 192.168.11.4 6379 2	#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.10.23:6379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主服务器的配置文件后，scp 传给两个从服务器直接问覆盖

③启动哨兵模式

先启 master，再启 slave

[root@master redis-5.0.7]# redis-sentinel sentinel.conf &
[1] 4901
[root@master redis-5.0.7]# redis-sentinel sentinel.conf &
[2] 4906
[1]   完成                  redis-sentinel sentinel.conf

[root@slave2-redis redis-5.0.7]# redis-sentinel sentinel.conf &
[1] 12001


[root@slave2-redis utils]# cd ..
[root@slave1-redis redis-5.0.7]# redis-sentinel sentinel.conf &
[1] 17818