目录
2.6.1 修改Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
引言
随着Redis在互联网应用中的广泛应用,对于数据服务的可用性要求越来越高。单点故障会导致系统的不可用,因此需要引入主从复制来提高Redis的可用性。主从复制使得即使主节点发生故障,系统仍能继续提供服务,从而降低了系统的停机时间。
在大规模的Redis集群中,手动管理节点的健康状态和故障恢复是一项繁重且容易出错的任务。引入哨兵模式可以自动化地监控节点的健康状态,并在主节点发生故障时自动进行故障转移,从而减少了运维的工作量和人为错误的可能性。
一、主从复制
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 环境搭建
(主)打开配置文件:vim /etc/redis/6379.conf
70行 IP地址改为0.0.0.0,让所有的主机都可以使用
137行 daemonize yes打开
700行 appendonly no打开变成yes
重启配置文件:/etc/init.d/redis_6379 restart
(从)打开配置文件:vim /etc/redis/6379.conf
70行 IP地址改为0.0.0.0,让所有的主机都可以使用
137行 daemonize yes打开
288行添加一行replicaof 192.168.233.11 6379
700行 appendonly no打开变成yes
二、哨兵模式
2.1 概念
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。
2.2 原理
哨兵是特殊的redis服务,不提供读写服务,主要用来监控redis实例节点。 哨兵架构下client端第一次从哨兵找出redis的主节点,后续就直接访问redis的主节点,不会每次都通过 sentinel代理访问redis的主节点,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,并且将新的master信息通知给client端。
这里面redis的client端一般都实现了订阅功能,订阅sentinel发布的节点变动消息。Redis服务是通过配置文件启动的,比如上面的从节点设置了只读模式,它被选举成了master之后就是可读写的了。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 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。
2.6 环境搭建
2.6.1 修改Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
#所有节点配置一样,如下所示
vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
17 protected-mode no #关闭保护模式
21 port 26379 #Redis哨兵默认的监听端口
26 daemonize yes #指定sentinel为后台启动
36 logfile "/var/log/sentinel.log" #指定日志存放路径
65 dir "/var/lib/redis/6379" #指定数据库存放路径
84 sentinel monitor mymaster 192.168.48.11 6379 2 #指定该哨兵节点监控192.168.48.11:6379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
113 sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 #判定服务器down掉的时间周期,默认30000毫秒(30秒)
146 sentinel failover-timeout mymaster 180000 #146行,故障节点的最大超时时间为180000 (180秒 )
#保存配置文件
#先启动master,再启动slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
130:
131:
2.6.2 启动哨兵模式
#注意:先启master,再启slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
切记需先开启master后slave
2.6.3查看哨兵信息
redis-cli -p 26379 info sentinel
2.6.3 故障模拟
1、查看并杀死master节点的redis-server
2、再次查看哨兵信息
master主机自动跳到131节点上,成为新的leader。
总结
1、redis主从复制是为了数据冗余和读写分离
在这两种模式中,有两种角色主节点(master)和从节点(slave),主节点负责处理写的操作,并将数据更改复制到一个或多个从节点。
这样我们的主节点负载减轻,从节点可以提供数据读取服务,实现读写分离,如果主节点停止服务,从节点之一可以立即接管主节点的角色,再继续提供服务。
2、redis 哨兵模式是一个用于管理多个reids服务的系统,它提供监控、通知、自动故障转移、配置提供服务的功能,以实现redis高可用性。
哨兵模式的四个功能:
- 监控:redis哨兵会持续监控master和slave实例是否正常运行
- 通知:如某个redis实例有问题,哨兵可以通过API向管理员或者其他应用发信通知
- 自动故障转移:如果master节点不工作,哨兵会开始故障转移的过程,选择一个slave节点晋升为新的master,其他剩余slave的节点会被重新配置为新的master节点的slave
- 配置提供服务:客户端可以使用哨兵来查询被认证的master节点该master节点的目录所有的slave节点