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redis群集有三种模式#xff0c;分别是主从同步/复制、哨兵模式、Cluster#xff0c;下面会讲解一下三种模式的工作方式#xff0c;以及如何搭建cluster群集
●主从复制#xff1a;主从复制是高可用Redis的基础#xff0c;哨兵和集群都是在主从复制…redis群集有三种模式
redis群集有三种模式分别是主从同步/复制、哨兵模式、Cluster下面会讲解一下三种模式的工作方式以及如何搭建cluster群集
●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。 一、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。将主节点的数据备份到从节点
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。 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。 主从复制流程
1、请求同步从服务器Slave启动或重新连接时它会向主服务器Master发送一个同步请求sync
2、生成快照 主服务器接收到同步请求后fork子进程来生成RDB快照RDB 文件。 在创建快照的同时客户端还在持续写入redis主服务器会缓存所有fork子进程期间的命令
3、发送数据RDB持久化完成后主服务器将RDB文件 和 缓存的命令发送给从服务器。从服务器接收到RDB文件后将其保存到硬盘上并加载到内存中。从同步执行这些命令使自己的数据与主服务器保持一致。 4、持续同步 复制推送完后主redis会持续的同步操作利用AOF持久化功能
5、在下一台 从redis服务器接入主从集群之前会持续利用redis持久化功能 搭建Redis 主从复制一主两从
Master节点 192.168.190.10 Slave1节点 192.168.190.20 Slave2节点 192.168.190.30
systemctl stop firewalld setenforce 0
-----安装 Redis----- yum install -y gcc gcc-c make scp redis-5.0.7.tar.gz 192.168.190.20:/home/ #把压缩包同步到另外两台机器 scp redis-5.0.7.tar.gz 192.168.190.30:/home/ 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 ...... 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/ -----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 /etc/init.d/redis_6379 restart -----修改 Redis 配置文件Slave节点操作----- 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 192.168.190.10 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 -----验证主从效果----- 在Master节点上看日志 tail -f /var/log/redis_6379.log Replica 192.168.190.20:6379 asks for synchronization Replica 192.168.190.30:6379 asks for synchronization 在Master节点上验证从节点 [rootlocalhost utils]# redis-cli info replication # Replication role:master connected_slaves:2 slave0:ip192.168.190.20,port6379,stateonline,offset364,lag0 slave1:ip192.168.190.30,port6379,stateonline,offset364,lag0 二、Redis 哨兵模式故障自动切换
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。
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):是一个分布式系统用于监控每台主从服务器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。
哨兵模式的作用
●监控监控主节点和从节点是否运作正常。监控哨兵彼此的存活状态
●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。进行投票机制超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了原master就客观下线了。
1、当主节点出现故障此时哨兵节点会通过投票机制共同选举出一个新的master。
2、完成 slave --》master 的切换
3、完成其他从服务器对新master的数据配置
4、当原master修复后添加到从节点当中完成集群化 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。
主观下线一个哨兵认为主服务器可能已经下线但还没有达成共识。
客观下线经过投票机制大多数哨兵都认为主服务器已经下线。
#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 搭建Redis 哨兵模式
Master节点192.168.190.10 Slave1节点192.168.190.20 Slave2节点192.168.190.30
systemctl stop firewalld setenforce 0
-----修改 Redis 哨兵模式的配置文件所有节点操作----- 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 192.168.190.10 6379 2 #84行修改 指定该哨兵节点监控192.168.190.10:6379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 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180000180秒 -----启动哨兵模式----- 先启master再启slave cd /opt/redis-5.0.7/ redis-sentinel sentinel.conf lsof -i:26379 master slave1、slave2
-----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,address192.168.190.10:6379,slaves2,sentinels3 -----故障模拟----- #查看redis-server进程号 [rootmaster ]# ps -ef |grep redis root 15899 1 0 10:22 ? 00:00:28 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379 root 19483 1 0 16:44 ? 00:00:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel] root 19525 19345 0 16:48 pts/0 00:00:00 grep --colorauto redis #杀死 Master 节点上redis-server的进程号 [rootmaster ]# kill -9 15899 #Master节点上redis-server的进程号 #验证结果 tail -f /var/log/sentinel.log #查看哨兵日志 [rootmaster]# 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,address192.168.190.30:6379,slaves2,sentinels3 #新master192.168.190.30 --------修改从服务器配置文件-------
原master 192.168.190.10和 slave1 192.168.190.20 vim /etc/redis/6379.conf replicaof 192.168.190.30 6379 #288行重新指定要同步的新Master节点IP和端口 #新master 192.168.190.30 三、Redis 群集模式3主3从
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同步。
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。
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放数据的 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 搭建Redis 群集模式
redis的集群一般需要6个节点3主3从。工作环境一组主从在一台机器上做
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。 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 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3个做主节点后面3个做从节点。下面交互的时候 需要输入 yes 才可以创建。 --cluster-replicas 1 表示每个主节点必须有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) 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) fdca661922216dd69a63a7c9d3c4540cd6baef44 4) 1) 127.0.0.1 2) (integer) 6005 #从节点IP和端口号 3) a2c0c32aff0f38980accd2b63d6d952812e44740 2) 1) (integer) 0 2) (integer) 5460 3) 1) 127.0.0.1 2) (integer) 6001 #主节点IP和端口号 3) 0e5873747a2e26bdc935bc76c2bafb19d0a54b11 4) 1) 127.0.0.1 2) (integer) 6004 #从节点IP和端口号 3) 8842ef5584a85005e135fd0ee59e5a0d67b0cf8e 3) 1) (integer) 10923 2) (integer) 16383 3) 1) 127.0.0.1 2) (integer) 6003 #主节点IP和端口号 3) 816ddaa3d1469540b2ffbcaaf9aa867646846b30 4) 1) 127.0.0.1 2) (integer) 6006 #从节点IP和端口号 3) f847077bfe6722466e96178ae8cbb09dc8b4d5eb 127.0.0.1:6001 set name yss - Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6002 #主节点端口号6002对应从节点端口号6005 OK 127.0.0.1:6001 cluster keyslot name #查看name键的槽编号 redis-cli -p 6005 -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
