redis三種高可用方式部署的實(shí)現(xiàn)

前言

一、主從復(fù)制

概念

和mysql的主從復(fù)制一樣 都是將服務(wù)器的數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個(gè)數(shù)據(jù)庫中 發(fā)送的稱為master 接受的叫slave 數(shù)據(jù)為單向傳輸 只可以主到從
每臺Redis服務(wù)器都是主節(jié)點(diǎn)；且一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)從節(jié)點(diǎn)(或沒有從節(jié)點(diǎn))，但一個(gè)從節(jié)點(diǎn)只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)。

作用

數(shù)據(jù)冗余 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的熱備份，是持久化之外的一種數(shù)據(jù)冗余方式
故障切換 當(dāng)主節(jié)點(diǎn)宕機(jī)或者出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí) 由從服務(wù)器來提供服務(wù) 實(shí)現(xiàn)故障切換
負(fù)載均衡：在主從復(fù)制的基礎(chǔ)上，配合讀寫分離，可以由主節(jié)點(diǎn)提供寫服務(wù)，由從節(jié)點(diǎn)提供讀服務(wù)（即寫Redis數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用連接主節(jié)點(diǎn)，讀Redis數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用連接從節(jié)點(diǎn)），分擔(dān)服務(wù)器負(fù)載；尤其是在寫少讀多的場景下，通過多個(gè)從節(jié)點(diǎn)分擔(dān)讀負(fù)載，可以大大提高Redis服務(wù)器的并發(fā)量。
基礎(chǔ) 給集群和哨兵提供環(huán)境

主從復(fù)制過程

1 若啟動(dòng)一個(gè)Slave機(jī)器進(jìn)程，則它會向Master機(jī)器發(fā)送一個(gè)“sync command”命令，請求同步連接。

2 無論是第一次連接還是重新連接，Master機(jī)器都會啟動(dòng)一個(gè)后臺進(jìn)程，將數(shù)據(jù)快照保存到數(shù)據(jù)文件中（執(zhí)行rdb操作），同時(shí)Master還會記錄修改數(shù)據(jù)的所有命令并緩存在數(shù)據(jù)文件中。

3 后臺進(jìn)程完成緩存操作之后，Maste機(jī)器就會向Slave機(jī)器發(fā)送數(shù)據(jù)文件，Slave端機(jī)器將數(shù)據(jù)文件保存到硬盤上，然后將其加載到內(nèi)存中，接著Master機(jī)器就會將修改數(shù)據(jù)的所有操作一并發(fā)送給Slave端機(jī)器。若Slave出現(xiàn)故障導(dǎo)致宕機(jī)，則恢復(fù)正常后會自動(dòng)重新連接。

4 Master機(jī)器收到Slave端機(jī)器的連接后，將其完整的數(shù)據(jù)文件發(fā)送給Slave端機(jī)器，如果Mater同時(shí)收到多個(gè)Slave發(fā)來的同步請求，則Master會在后臺啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程以保存數(shù)據(jù)文件，然后將其發(fā)送給所有的Slave端機(jī)器，確保所有的Slave端機(jī)器都正常。

部署

三臺服務(wù)器 一主倆從

先部署redis 每臺配置一致

systemctl stop firewalld
setenforce 0

yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/

cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install

cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh

回車四次，之后輸入可執(zhí)行文件路徑

Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  	

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

主節(jié)點(diǎn)配置

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0						70行，修改bind 項(xiàng)，0.0.0.0監(jiān)聽所有網(wǎng)段
daemonize yes						137行，開啟守護(hù)進(jìn)程
logfile /var/log/redis_6379.log		172行，指定日志文件目錄
dir /var/lib/redis/6379				264行，指定工作目錄
appendonly yes						700行，開啟AOF持久化功能
/etc/init.d/redis_6379 restart
netstat -natp | grep 6379   檢查端口是否開啟

從節(jié)點(diǎn)配置

 vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0						70行，修改bind 項(xiàng)，0.0.0.0監(jiān)聽所有網(wǎng)卡
daemonize yes						137行，開啟守護(hù)進(jìn)程
logfile /var/log/redis_6379.log		172行，指定日志文件目錄
dir /var/lib/redis/6379				264行，指定工作目錄
replicaof 192.168.25.4 6379		288行，指定要同步的Master節(jié)點(diǎn)IP和端口
appendonly yes						700行，開啟AOF持久化功能

/etc/init.d/redis_6379 restart

查看結(jié)果

在主節(jié)點(diǎn)查看日志

tail -f /var/log/redis_6379.log

驗(yàn)證

# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.25.6,port=6379,state=online,offset=504,lag=1
slave1:ip=192.168.25.5,port=6379,state=online,offset=504,lag=0

二、哨兵模式

 1 概念

是一個(gè)分布式系統(tǒng)，用于對主從結(jié)構(gòu)中的每臺服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)通過投票機(jī)制選擇新的 Master 并將所有 Slave 連接到新的 Master。所以整個(gè)運(yùn)行哨兵的集群的數(shù)量不得少于3個(gè)節(jié)點(diǎn)。

2.作用

• 監(jiān)控：哨兵會不斷地檢查主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)是否運(yùn)作正常。
• 自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移：當(dāng)主節(jié)點(diǎn)不能正常工作時(shí)，哨兵會開始自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移操作，它會將失效主節(jié)點(diǎn)的其中一個(gè)從節(jié)點(diǎn)升級為新的主節(jié)點(diǎn)，并讓其他從節(jié)點(diǎn)改為復(fù)制新的主節(jié)點(diǎn)。
• 通知（提醒）：哨兵可以將故障轉(zhuǎn)移的結(jié)果發(fā)送給客戶端。

3 組成

• 哨兵節(jié)點(diǎn)：哨兵系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)哨兵節(jié)點(diǎn)組成，哨兵節(jié)點(diǎn)是特殊的redis節(jié)點(diǎn)，不存儲數(shù)據(jù)。
• 數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)：主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)都是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。

哨兵的啟動(dòng)依賴于主從模式，所以須把主從模式安裝好的情況下再去做哨兵模式，所有節(jié)點(diǎn)上都需要部署哨兵模式，哨兵模式會監(jiān)控所有的 Redis 工作節(jié)點(diǎn)是否正常，當(dāng) Master 出現(xiàn)問題的時(shí)候，因?yàn)槠渌?jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)失去聯(lián)系，因此會投票，投票過半就認(rèn)為這個(gè) Master 的確出現(xiàn)問題，然后會通知哨兵間，然后從 Slaves 中選取一個(gè)作為新的 Master。

主觀下線和客觀下線

主觀下線是指哨兵節(jié)點(diǎn)會每秒一次的頻率向建立了命令節(jié)點(diǎn)的實(shí)例發(fā)送ping命令，如果在 down-after-milliseconds 毫秒內(nèi)沒有做出有效響應(yīng)包括（pong/loading/masterdown）以外的響應(yīng)，哨兵就會將該實(shí)例在本結(jié)構(gòu)體中的狀態(tài)標(biāo)記為 sri_s_down 主觀下線

客觀下線是指當(dāng)一個(gè)哨兵節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)處于主觀下線狀態(tài)時(shí)，就會向其他的哨兵節(jié)點(diǎn)發(fā)出詢問，該節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)主觀下線。如果超過配置參數(shù) quorum 個(gè)節(jié)點(diǎn)認(rèn)為是主觀下線時(shí)，該哨兵節(jié)點(diǎn)就會將自己維護(hù)的結(jié)構(gòu)體中該主節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為 sri_o_down 客觀下線

部署

所有的節(jié)點(diǎn)都要部署哨兵

 vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
protected-mode no								#17行，關(guān)閉保護(hù)模式
port 26379										#21行，Redis哨兵默認(rèn)的監(jiān)聽端口
daemonize yes									#26行，指定sentinel為后臺啟動(dòng)
logfile "/var/log/sentinel.log"					#36行，指定日志存放路徑
dir "/var/lib/redis/6379"						#65行，指定數(shù)據(jù)庫存放路徑
sentinel monitor mymaster 192.168.184.10 6379 2	#84行，修改 指定該哨兵節(jié)點(diǎn)監(jiān)控192.168.184.10:6379這個(gè)主節(jié)點(diǎn)，該主節(jié)點(diǎn)的名稱是mymaster，最后的2的含義與主節(jié)點(diǎn)的故障判定有關(guān)：至少需要2個(gè)哨兵節(jié)點(diǎn)同意，才能判定主節(jié)點(diǎn)故障并進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000	#113行，判定服務(wù)器down掉的時(shí)間周期，默認(rèn)30000毫秒（30秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000		#146行，故障節(jié)點(diǎn)的最大超時(shí)時(shí)間為180000（180秒）

開啟哨兵

先開master 后開slave

模擬故障

查詢主節(jié)點(diǎn)redis服務(wù)節(jié)點(diǎn)號

殺掉主節(jié)點(diǎn)進(jìn)程 并查看日志

kill -9 62009
tail -f /var/log/sentinel.log

查看現(xiàn)在的主節(jié)點(diǎn) 現(xiàn)在主節(jié)點(diǎn)切換到slave1

三 集群

1 概念

集群，即Redis Cluster，是Redis 3.0開始引入的分布式存儲方案。

集群由多個(gè)節(jié)點(diǎn)(Node)組成，Redis的數(shù)據(jù)分布在這些節(jié)點(diǎn)中。集群中的節(jié)點(diǎn)分為主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)：只有主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)讀寫請求和集群信息的維護(hù)；從節(jié)點(diǎn)只進(jìn)行主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息的復(fù)制。

2 作用

1 數(shù)據(jù)分區(qū)：數(shù)據(jù)分區(qū)(或稱數(shù)據(jù)分片)是集群最核心的功能。
集群將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，一方面突破了Redis單機(jī)內(nèi)存大小的限制，存儲容量大大增加；另一方面每個(gè)主節(jié)點(diǎn)都可以對外提供讀服務(wù)和寫服務(wù)，大大提高了集群的響應(yīng)能力。
Redis單機(jī)內(nèi)存大小受限問題，在介紹持久化和主從復(fù)制時(shí)都有提及；例如，如果單機(jī)內(nèi)存太大，bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能導(dǎo)致主進(jìn)程阻塞，主從環(huán)境下主機(jī)切換時(shí)可能導(dǎo)致從節(jié)點(diǎn)長時(shí)間無法提供服務(wù)，全量復(fù)制階段主節(jié)點(diǎn)的復(fù)制緩沖區(qū)可能溢出。
2 高可用：集群支持主從復(fù)制和主節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（與哨兵類似）；當(dāng)任一節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，集群仍然可以對外提供服務(wù)。

3、Redis集群的數(shù)據(jù)分片

Redis集群引入了哈希槽的概念
Redis集群有16384個(gè)哈希槽（編號0-16383）
集群的每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一部分哈希槽
每個(gè)Key通過CRC16校驗(yàn)后對16384取余來決定放置哪個(gè)哈希槽，通過這個(gè)值，去找到對應(yīng)的插槽所對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，然后直接自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到這個(gè)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行存取操作

#以3個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的集群為例：
節(jié)點(diǎn)A包含0到5460號哈希槽
節(jié)點(diǎn)B包含5461到10922號哈希槽
節(jié)點(diǎn)C包含10923到16383號哈希槽

Redis集群的主從復(fù)制模型
集群中具有A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果節(jié)點(diǎn)B失敗了，整個(gè)集群就會因缺少5461-10922這個(gè)范圍的槽而不可以用。
為每個(gè)節(jié)點(diǎn)添加一個(gè)從節(jié)點(diǎn)A1、B1、C1整個(gè)集群便有三個(gè)Master節(jié)點(diǎn)和三個(gè)slave節(jié)點(diǎn)組成，在節(jié)點(diǎn)B失敗后，集群選舉B1位為的主節(jié)點(diǎn)繼續(xù)服務(wù)。當(dāng)B和B1都失敗后，集群將不可用

部署

注意6個(gè)端口和IP都要不一樣。
vim /etc/redis/6379.conf

bind 192.168.25.4					    70行，修改bind項(xiàng)，監(jiān)聽自己的IP
protected-mode no						89行，修改，關(guān)閉保護(hù)模式
port 7001								93行，修改，redis監(jiān)聽端口，
daemonize yes							137行，以獨(dú)立進(jìn)程啟動(dòng)
cluster-enabled yes						833行，取消注釋，開啟群集功能
cluster-config-file nodes-6379.conf		841行，取消注釋，群集名稱文件設(shè)置，無需修改
cluster-node-timeout 15000				847行，取消注釋群集超時(shí)時(shí)間設(shè)置
appendonly yes							700行，修改，開啟AOF持久化

#重啟服務(wù)
/etc/init.d/redis_6379 restart

#加入集群
redis-cli --cluster create 192.168.25.4:7001 192.168.25.5:7003 192.168.25.6:7005 192.168.25.7:7006 192.168.25.8:7007 192.168.25.9:7008 --cluster-replicas 1

redis-cli -h 192.168.25.4 -p 7001 -c        #加-c參數(shù)，節(jié)點(diǎn)之間就可以互相跳轉(zhuǎn)	
cluster slots			#查看節(jié)點(diǎn)的哈希槽編號范圍
set sky x1
cluster keyslot x1	#查看name鍵的槽編號

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