Redis的高可用(主从复制、哨兵模式、集群)的概述及部署

news/2024/6/24 7:34:41/文章来源:https://blog.csdn.net/rmh0713/article/details/137342778

目录

一、Redis主从复制

1、Redis的主从复制的概念

2、Redis主从复制的作用

①数据冗余:

②故障恢复:

③负载均衡:

④高可用基石:

3、Redis主从复制的流程

4、Redis主从复制的搭建

4.1、配置环境以及安装包

4.2所有主机安装redis

4.3修改master节点Redis的配置文件

4.4、修改slave节点的redis配置文件

4.5验证主从效果

二、Redis的哨兵模式

1、哨兵模式的原理

2、哨兵模式的作用

①监控:

③通知:

3、哨兵模式的结构

①哨兵节点:

②数据节点:

4、哨兵模式的搭建

4.1配置环境

4.2、修改redis的配置文件(所有操作节点)

4.3启动哨兵模式

4.3启动哨兵模式

4.4故障模拟

4.5验证结果

三、Redis集群模式

1、集群的作用

2、Redis集群的数据分片

3、搭建Redis集群模式


一、Redis主从复制

1、Redis的主从复制的概念

主从复制就是将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。分为主节点(master)跟从节点(slave);数据的复制是单向的,只能从主节点到从节点。

2、Redis主从复制的作用

①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。

②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。

③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。

④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

3、Redis主从复制的流程

①启动slave进程,它会向master发送一个sync的数据同步请求,请求连接。

②主进程会fork一个子进程,然后会产生RDB文件(完全备份的文件)的过程。此时客户端还在持续的写入redis。

③rdb文件持久化完成之后,主redis会将rdb文件和缓存的命令推送给从服务器。

④然后经过复制,推送完成之后,主redis会持续的同步操作命令。利用AOF(增量备份)持久化功能。

⑤在下一台redis接入主从复制之前,会持续利用AOF的方式,同步数据给从服务器。

4、Redis主从复制的搭建

4.1、配置环境以及安装包
主机操作系统IP地址软件 / 安装包 / 工具
MasterCentOS7192.168.170.111redis-5.0.7.tar.gz
Slave1CentOS7192.168.170.113redis-5.0.7.tar.gz
Slave2CentOS7192.168.170.114redis-5.0.7.tar.gz
4.2所有主机安装redis
systemctl stop firewalld
setenforce 0yum install -y gcc gcc-c++ maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh回车四次,下一步需要手动输入Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server    ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

4.3修改master节点Redis的配置文件

(192.168.170.111)

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0            #70行,修改bind 项,0.0.0.0监听所有网段
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

4.4、修改slave节点的redis配置文件

(192.168.170.113 192.168.170.114)

4.5验证主从效果

在master上看日志

在master节点上验证从节点

redis-cli info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.170.113,port=6379,state=online,offset=224,lag=0
slave1:ip=192.168.170.114,port=6379,state=online,offset=224,lag=0

二、Redis的哨兵模式

哨兵模式的核心功能:就是在主从复制的基础上,哨兵引入了主节点的自动故障转移

1、哨兵模式的原理

是一个分布式系统,用于对主从结构中的每台服务器进行监控,当出现故障的时候通过投票机制选择新的master,并将所有slave连接新的master。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于三个节点。

2、哨兵模式的作用

①监控:

哨兵会不断的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,哨兵会自动开始故障转移操作,它会将失效主节点的其中一个节点升级为新的主节点,并让其他从节点成为新的主节点。

③通知:

哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

3、哨兵模式的结构

哨兵模式由两部分组成:哨兵节点和数据节点

①哨兵节点:

哨兵系统由一个或者多个哨兵节点组成,哨兵节点是特殊的redis节点,不存数据。

②数据节点:

主节点和从节点都是数据节点。

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,所有节点上都需要部署哨兵模式,哨兵模式会监控所有的 Redis 工作节点是否正常,当 Master 出现问题的时候,因为其他节点与主节点失去联系,因此会投票,投票过半就认为这个 Master 的确出现问题,然后会通知哨兵间,然后从 Slaves 中选取一个作为新的 Master。

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。
 

4、哨兵模式的搭建

4.1配置环境

基于主从复制已搭建完成

主机操作系统IP地址软件 / 安装包 / 工具
MasterCentOS7192.168.170.111redis-5.0.7.tar.gz
Slave1CentOS7192.168.170.113redis-5.0.7.tar.gz
Slave2CentOS7192.168.170.114redis-5.0.7.tar.gz
4.2、修改redis的配置文件(所有操作节点)
systemctl stop firewalld
setenforce 0vim /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 192.168.170.111 6379 2 #84行,修改 指定该哨兵节点监控192.168.223.10:6379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180000(180秒)
4.3启动哨兵模式

先启动master,再启动slave

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意!先启动主服务器,再启动从服务器

4.3启动哨兵模式

先启动master,再启动slave

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意!先启动主服务器,再启动从服务器

4.4故障模拟

查看redis-server进程号

ps aux | grep redisroot      57394  0.0  0.1 165620  2660 ?        Ssl  15:12   0:04 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      58234  0.1  0.1 153844  2720 ?        Ssl  16:34   0:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root      58247  0.0  0.0 112676   980 pts/4    R+   16:34   0:00 grep --color=auto redis
[1]+  完成                  redis-sentinel sentinel.conf

然后杀死master节点上的redis-server的进程号

kill -9 55595     #Master节点上redis-server的进程号
4.5验证结果
tail -f /var/log/sentinel.log

三、Redis集群模式

集群就是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。

1、集群的作用

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。
 

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。

2、Redis集群的数据分片

Redis集群引入了哈希hash槽的概念

Redis集群有16384个hash槽(编号0-16383)

集群的每个节点复制一部分hash槽

每个key通过crc16校验后对16384取余来决定放置哪个hash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节点上进行存取操作

#以3个节点组成的集群为例:

节点1包含0-5460号哈希槽

节点2包含5461-10922号哈希槽

节点3包含10923-16383号哈希槽

#Redis集群的主从复制模型

集群中具有123三个节点,如果节点2失败了整个集群会缺少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1.1、2.1、3.1整个集群便有三个master节点和三个slave节点组成,在节点2失败之后,集群选举2.1为的主节点继续服务。当2和2.1都失败后,集群将不可用。

3、搭建Redis集群模式

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