Redis集群

标签：Redis redis 哨兵 6379 集群节点

1、Redis主从复制

　　概念

　　作用

　　主从复制流程

　　实验

2、哨兵模式

　　哨兵模式的原理

　　哨兵模式作用

　　实验

3、Redis群集模式

　　概念

　　群集的作用

　　实验

Redis群集模式：

redis群集有三种模式，分别是主从同步/复制、哨兵模式、Cluster(集群) ●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。

Redis 主从复制

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。

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。

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。

实验：

Master节点：192.168.63.100 192.168.10.23 Slave1节点：192.168.63.130 192.168.10.14 Slave2节点：192.168.63.150 192.168.10.15 systemctl stop firewalld setenforce 0 安装 Redis： yum install -y gcc gcc-c++ make tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/ wget -p /opt http://download.redis.io/releases/redis-5.0.9.tar.gz cd /opt/redis-5.0.7/ make make PREFIX=/usr/local/redis install cd /opt/redis-5.0.7/utils ./install_server.sh ......（enter一直到下面这段提示） Please select the redis executable path [ ] /usr/local/redis/bin/redis-server

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/ Master节点：修改 Redis 配置文件 vim /etc/redis/6379.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 /etc/init.d/redis_6379 restart Slave节点：修改 Redis 配置文件 vim /etc/redis/6379.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 replicaof 192.168.63.100 6379 #288行，指定要同步的Master节点IP和端口 appendonly yes #700行，开启AOF持久化功能 /etc/init.d/redis_6379 restart 验证主从：在Master节点上看日志： tail -f /var/log/redis_6379.log Replica 192.168.80.11:6379 asks for synchronization Replica 192.168.80.12:6379 asks for synchronization 在Master节点上验证从节点： redis-cli info replication # Replication role:master connected_slaves:2 slave0:ip=192.168.63.130,port=6379,state=online,offset=644,lag=1 slave1:ip=192.168.63.150,port=6379,state=online,offset=644,lag=1

Redis 哨兵模式

主从复制的缺点：宕机后需要人工干预手动一台从机切换为主机哨兵的核心功能：在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移。

哨兵模式原理:

哨兵(sentinel):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。缺点：无法再扩容，集群上限就很难扩容，不推荐在线扩容配置麻烦

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。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。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。 #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

实验：

搭建Redis 哨兵 Master节点：192.168.63.100 Slave1节点：192.168.63.130 Slave2节点：192.168.63.150 systemctl stop firewalld setenforce 0 修改 Redis 配置文件（所有） 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 192.168.63.100 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）启动哨兵模式 先启master，再启slave cd /opt/redis-5.0.7/ 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:name=mymaster,status=ok,address=192.168.63.100:6379,slaves=2,sentinels=3 故障模拟 #查看redis-server进程号： ps -ef | grep redis root 6345 1 0 16:25 ? 00:00:03 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379 root 7136 1 0 17:09 ? 00:00:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel] root 7170 1457 0 17:11 pts/0 00:00:00 grep --color=auto redis #杀死 Master 节点上redis-server的进程号 kill -9 6345 #Master节点上redis-server的进程号 #验证结果 tail -f /var/log/sentinel.log（注意，日志更新有延迟，等等才会有结果）

redis-cli -p 26379 INFO Sentinel

Redis 群集模式

集群，即Redis Cluster

概念：

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。

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。 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。

实验：

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 /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 #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。 ##6个文件夹都要修改 cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001 vim 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 #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.conf 如果觉得麻烦可以使用如下脚本： for d in {1..6} do cd /etc/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) (integer) 5461 2) (integer) 10922 #哈希槽编号范围 3) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6002 #主节点IP和端口号 3) "784a3bd2912bb48db9d69f07b8e83e3664c9aa32" 4) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6005 #从节点IP和端口号 3) "36872bd8f522ea633642b396ff103fc747cd29dd" 2) 1) (integer) 10923 2) (integer) 16383 3) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6003 3) "61419d17e8676b41e1ff17d32c7290b935c92fa6" 4) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6006 3) "002266fb5fd245f5140d3903150f4be1be84e053" 3) 1) (integer) 0 2) (integer) 5460 3) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6001 3) "88536b08ff6fc4f7e2afa0a1abae05690a12cea9" 4) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6004 3) "9b170df7fc318d0a720db6f17e25c3de45c5ff1d" 127.0.0.1:6001> set name abc