Redis高可用之主从复制、哨兵、cluster集群(中)

本文涉及的产品
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
简介: 一、Redis 高可用1.1 什么是高可用在web服务器中,高可用是指服务器可以正常访问的时间,衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务(99.9%、99.99%、99.999%等等)。


五、搭建Redis哨兵模式


实验环境:

节点 虚机 IP地址
master centos7-1 192.168.121.10
slave1 centos7-2 192.168.121.20
slave2 centos7-3 192.168.121.30
Sentinel-1 centos7-4 192.168.121.40
Sentinel-2 centos7-5 192.168.121.50
Sentinel-3 centos7-6 192.168.121.60


生产环境中使用对应数量节点的服务器作为哨兵节点,实验环境中如果电脑性能不够可以把哨兵搭建在原虚机上。


实验步骤:

5.1 所有节点安装Redis

参考上文第三节

5.2 master和slave部署Redis主从复制

参考上文第三节

5.3 修改哨兵节点的配置文件sentinel.conf(所有哨兵节点操作)

修改Sentinel-1的配置文件,之后scp传给另外2个哨兵节点。

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
......
protected-mode no                #17行,取消注释,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,指定日志文件存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"        #65行,指定数据库存放路径
sentinel monitor mymaster 192.168.121.10 6379 2  #84行,修改
#指定该哨兵节点监控192.168.121.10:6379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 3000  #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,同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间(180秒)
#传给两外2个哨兵节点
scp /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf  192.168.121.50:/opt/redis-5.0.7/
scp /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf  192.168.121.60:/opt/redis-5.0.7/
复制代码


修改哨兵的配置文件,vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf

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5.4 启动哨兵模式(所有哨兵节点操作)

#启动三台哨兵
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
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5.5 查看哨兵信息

#在哨兵节点查看
[root@localhost ~]# redis-cli -p 26379 info Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1     #一台主节点
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.121.10:6379,slaves=2,sentinels=3
#可以看到主节点地址,2台从节点,3台哨兵
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5.6 模拟故障

#在Master 上查看redis-server进程号:
[root@localhost ~]# ps -ef | grep redis
root      71245      1  0 6月19 ?       00:00:05 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      71983  66681  0 00:59 pts/1    00:00:00 grep --color=auto redis
#杀死 Master 节点上redis-server的进程号
[root@localhost ~]# kill -9 71245        #Master节点上redis-server的进程号
[root@localhost ~]# netstat -natp | grep redis
#在哨兵上查看日志,验证master是否切换至从服务器
[root@localhost redis-5.0.7]# tail -f /var/log/sentinel.log
7084:X 20 Jun 2022 00:46:58.869 * +sentinel sentinel ce975c271f86d8f6e0b80162529752b754ecfc69 192.168.121.50 26379 @ mymaster 192.168.121.10 6379
7084:X 20 Jun 2022 00:47:56.595 * +sentinel sentinel d59ba9daf957b704715feeee3c53bd1bf8b3a5d8 192.168.121.60 26379 @ mymaster 192.168.121.10 6379
7084:X 20 Jun 2022 01:01:33.484 # +sdown master mymaster 192.168.121.10 6379
7084:X 20 Jun 2022 01:01:33.561 # +new-epoch 1
7084:X 20 Jun 2022 01:01:33.561 # +vote-for-leader ce975c271f86d8f6e0b80162529752b754ecfc69 1
7084:X 20 Jun 2022 01:01:34.476 # +config-update-from sentinel ce975c271f86d8f6e0b80162529752b754ecfc69 192.168.121.50 26379 @ mymaster 192.168.121.10 6379
7084:X 20 Jun 2022 01:01:34.476 # +switch-master mymaster 192.168.121.10 6379 192.168.121.30 6379
7084:X 20 Jun 2022 01:01:34.477 * +slave slave 192.168.121.20:6379 192.168.121.20 6379 @ mymaster 192.168.121.30 6379
7084:X 20 Jun 2022 01:01:34.477 * +slave slave 192.168.121.10:6379 192.168.121.10 6379 @ mymaster 192.168.121.30 6379
7084:X 20 Jun 2022 01:02:04.493 # +sdown slave 192.168.121.10:6379 192.168.121.10 6379 @ mymaster 192.168.121.30 6379
#在哨兵上查看主节点是否切换成功
[root@localhost ~]# 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=192.168.121.30:6379,slaves=2,sentinels=3
复制代码


杀死 Master 节点上redis-server的进程号:

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在哨兵上查看主节点是否切换成功:

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六、Redis 集群模式


集群,即Redis Cluster,是Redis3.0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。

6.1 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。

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。

6.2 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

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6.3 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。

七、搭建 Redis 集群


实验环境:

6台服务器,3主3从。

节点 IP 安装redis
master1 192.168.121.10 redis-5.0.7.tar.gz
slave1 192.168.121.50 redis-5.0.7.tar.gz
master2 192.168.121.20 redis-5.0.7.tar.gz
slave2 192.168.121.60 redis-5.0.7.tar.gz
master3 192.168.121.30 redis-5.0.7.tar.gz
slave3 192.168.121.40 redis-5.0.7.tar.gz
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