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文章目录
- 一、Redis哨兵模式
 - 1.1 简介
 - 1.2 哨兵模式的作用
 - 1.3 哨兵结构
 - 1.4 故障转移机制(重要)
 - 1.5 主节点选举机制
 
- 二、部署Redis哨兵模式
 - Step1 修改 Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
 - Step2 实现基于VIP(虚拟IP)的故障转移(所有节点)
 - Step3 启动哨兵模式
 - Step4 查看哨兵信息
 - Step5 故障模拟,观察能否故障切换
 
- 三、Redis集群
 - 3.1 集群的定义
 - 3.2 集群的作用
 - 3.2.1 数据分区
 - 3.2.2 高可用
 
- 3.3 Redis集群的数据分片
 
- 五、部署Redis集群
 - Step1 创建集群配置目录及文件
 - Step2 开启群集功能
 - Step3 启动redis节点
 - Step4 启动集群
 - Step5 测试群集
 
一、Redis哨兵模式

1.1 简介
主从模式,当主节点宕机之后,从节点是可以作为主节点顶上来,继续提供服务的。
但是有一个问题,主节点的IP已经变动了,此时应用服务还是拿着原主节点的地址去访问,这…
于是,在Redis 2.8版本开始引入,就有了哨兵这个概念。
哨兵模式的核心功能是在主从复制的基础上,引入了主节点的自动故障转移。
端口号:26379
1.2 哨兵模式的作用
1)监控:哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
2)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。
3)通知(提醒):哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。
1.3 哨兵结构
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。
1.4 故障转移机制(重要)

-  
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。
 -  
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。
 -  
由leader哨兵节点执行故障转移。
##故障转移过程## 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。 
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。
1.5 主节点选举机制
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。
二、部署Redis哨兵模式

| 节点服务器 | IP地址 | 
|---|---|
| Master | 192.168.2.100 | 
| Slave1 | 192.168.2.102 | 
| Slave2 | 192.168.2.103 | 
redis-cli -a abc123 info replication -a
Step1 修改 Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
cp /opt/redis-7.0.13/sentinel.conf /usr/local/redis/conf/chown redis.redis /usr/local/redis/conf/sentinel.conf
 

vim /usr/local/redis/conf/sentinel.confprotected-mode no							
#6行,关闭保护模式port 26379									#10行,Redis哨兵默认的监听端口daemonize yes								#15行,指定sentinel为后台启动pidfile /usr/local/redis/log/redis-sentinel.pid		
#20行,指定 PID 文件logfile "/usr/local/redis/log/sentinel.log"	#25行,指定日志存放路径dir /usr/local/redis/data					#54行,指定数据库存放路径sentinel monitor mymaster 192.168.2.100 6379 2
#73行
#指定该哨兵节点监控192.168.2.100:6379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 auth-pass mymaster abc123			#76行指定Master节点的密码,仅在Master节点设置了requirepasssentinel down-after-milliseconds mymaster 3000
#114行,判定服务器down掉的时间周期,默认3000毫秒(3秒)sentinel failover-timeout mymaster 180000	#214行,同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间(180秒)
 

Step2 实现基于VIP(虚拟IP)的故障转移(所有节点)
#VIP地址漂移
#修改哨兵配置文件279行,添加脚本路径
sentinel client-reconfig-script mymaster /usr/local/redis/conf/fail.sh
 

脚本
#!/bin/bash
MASTER_IP=$6
#表示传递的第六个参数,即新Master的地址
INTERFACE="ens33"
LOCAL_IP=$(ifconfig $INTERFACE | awk 'NR==2 {print $2}')
#本机IP 网卡ens33对应
VIP="192.168.2.200"
#设定VIP
NETMASK="24"
KEY="1"#判断当前节点是否为主节点
if [ "$MASTER_IP” = "$LOCAL_IP" ];then
/sbin/ifconfig ${INTERFACE}:${KEY} ${VIP}/${NETMASK}
#如果是,将设定的VIP绑定到指定的网络接口上
exit 0
else
/sbin/ifconfig ${INTERFACE}:${KEY} down
#如果不是,将指定的网络接口和绑定的VIP停止
fi
exit 1#给脚本加执行权限
chmod +x fail.sh
 

 
#Master节点的脚本和配置文件传输给Slave1
scp /usr/local/redis/conf/sentinel.conf 192.168.2.102:/usr/local/redis/conf/sentinel.conf
scp /usr/local/redis/conf/fail.sh 192.168.2.102:/usr/local/redis/conf/#Master节点的脚本和配置文件传输给Slave2
scp /usr/local/redis/conf/sentinel.conf 192.168.2.103:/usr/local/redis/conf/sentinel.conf
scp /usr/local/redis/conf/fail.sh 192.168.2.103:/usr/local/redis/conf/#复制过去后 要更改属组属主
chown redis.redis /usr/local/redis/conf/sentinel.conf
 

Step3 启动哨兵模式
注意:先启master,再启slave
cd /usr/local/redis/conf/redis-sentinel sentinel.conf &
 


Step4 查看哨兵信息
redis-cli -p 26379 info Sentinel
 

#执行脚本
#添加VIP
bash fail.sh 1 1 1 1 1 192.168.2.100 1
 

Step5 故障模拟,观察能否故障切换
通过观察各个节点的master、slave状态,还有VIP地址能否自动漂移。
1.关闭主节点的Redis服务
systemctl stop redis-server
 
2.观察是否自动故障转移
#通过哨兵看
redis-cli -h 192.168.2.102 -p 26379info sentinel
 

4.观察VIP地址是否漂移
#Slave1
ifconfig
 

5.重新启动master节点的redis服务
systemctl start redis-server#连接到redis
redis-cli -a abc123 info replication#观察两个配置文件 
#可以看到配置文件自动被修改,原来的master状态变为slave
 


三、Redis集群
3.1 集群的定义
1)集群,即Redis Cluster,是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。
2)集群由多组节点(Node)组成,Redis的数据分布在这些节点中。
3)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。
3.2 集群的作用
3.2.1 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。
#补充
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。
 
3.2.2 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。
3.3 Redis集群的数据分片
1)Redis集群引入了哈希槽的概念;
2)Redis集群有16384个哈希槽(编号0-16383);
3)集群的每组节点负责一部分哈希槽;
4)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#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。
 
五、部署Redis集群

Redis的集群一般需要6个节点,3主3从。
方便起见,这里在同一台服务器上模拟。
| 服务器 | 主机名 | IP | 主端口 | 从端口 | 
|---|---|---|---|---|
| Node1节点 | node | 192.168.2.106 | 6001 | 6004 | 
| Node2节点 | node | 192.168.2.106 | 6002 | 6005 | 
| Node3节点 | node | 192.168.2.106 | 6003 | 6006 | 
Step1 创建集群配置目录及文件
cd /usr/local/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}#复制 Redis 配置文件和可执行文件到不同目录
for i in {1..6}
do
#执行复制 循环6次
cp /opt/redis-7.0.13/redis.conf /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-7.0.13/src/redis-cli /opt/redis-7.0.13/src/redis-server /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$i
done
 

Step2 开启群集功能
其他5个文件夹的配置文件配置类似,6个端口都要不一样。
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis6001vim redis.conf#bind 127.0.0.1								#87行,注释掉bind项,默认监听所有网卡protected-mode no								#111行,关闭保护模式
port 6001										#138行,修改redis监听端口
daemonize yes									#309行,设置为守护进程,后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6001.pid		#341行,指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6001.log"	#354行,指定日志文件
dir ./											#504行,指定持久化文件所在目录
appendonly yes									#1379行,开启AOF
cluster-enabled yes								#1576行,取消注释,开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf				#1584行,取消注释,群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000						#1590行,取消注释群集超时时间设置
 

 

 
 
#执行5次,将6001的配置文件,分别复制给2-5
cp redis.conf ../redis6002/
 

#使用sed,可以直接替换端口号,不需要用vim
sed -i 's/6001/6002/' ../redis6002/redis.conf
#以6002为例,其余操作相同
 

Step3 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 /usr/local/redis/redis-cluster/redis6001
redis-server redis.conf#从 1 到 6 的范围循环,将 $d 替换成循环变量的值
#进入对应的目录并启动 Redis 服务器
for d in {1..6}
do
cd /usr/local/redis/redis-cluster/redis600$d
./redis-server redis.conf
doneps -ef | grep redis
 

Step4 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。
 

 
Step5 测试群集
#登录6001
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
 

127.0.0.1:6001> set name byyb127.0.0.1:6001> cluster keyslot name
#查看name键的槽编号redis-cli -p 6004 -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
 

#连接到6001节点并获取集群中的节点信息
redis-cli -p 6001 -c cluster nodes
 

