Redis的主从复制、哨兵模式和集群

发布时间：2024-01-25 12:00

一、Redis的主从复制

1、主从复制的概述

2、 Redis主从复制的作用

3、 Redis主从复制的流程

4、Redis主从的搭建

二、Redis的哨兵模式

1、哨兵模式的原理

2、哨兵模式的作用

3、哨兵模式的搭建

三、Redis的集群

1、集群的作用

2、集群模式的分片数据

3、集群部署

一、Redis的主从复制

1、主从复制的概述

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。

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。

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）故障修复

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主从复制流程

（1）若启动一个Slave机器进程，则它会向Master机器发送一个“sync command\" 命令，请求同步连接。
（2）无论是第一次连接还是重新连接，Master机器都会启动一个后台进程，将数据快照保存到数据文件中(执行rdb操作) ，同时 Master 还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。
（3）后台进程完成缓存操作之后，Master 机器就会向 Slave 机器发送数据文件，Slave 端机器将数据文件保存到硬盘上，然后将其加载到内存中，接着 Master 机器就会将修改数据的所有操作一并发送给 Slave 端机器。若 Slave 出现故障导致宕机，则恢复正常后会自动重新连接。
（4）Master机器收到 Slave 端机器的连接后，将其完整的数据文件发送给 Slave 端机器，如果 Mater 同时收到多个 Slave 发来的同步请求，则 Master 会在后台启动一个进程以保存数据文件，然后将其发送给所有的 Slave 端机器，确保所有的 Slave 端机器都正常。

4、Redis的主从搭建

（1）环境搭建

1、master节点

ip地址：192.168.222.10 redis-5.0.7.tar. gz

2、slave1

ip地址：192.168.222.100 redis-5.0.7.tar. gz

3、slave 2

ip地址：192.168.222.20 redis-5.0.7.tar. gz

（2）安装redis

使用一键部署脚本

#!/bin/bash
#安装redis
read -p \"请输入本机IP地址:\" ip

systemctl stop firewalld
setenforce 0

#安装gcc gcc-c++ 编译器
yum install -y gcc gcc-c++ make &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ];then
echo -e  \"\\033[34;1m 编译器安装完成！ \\033[0m\"
fi

#将redis-5.0.7.tar.gz压缩包上传到/opt目录中，解压，并编译安装
cd /opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/ &> /dev/null
cd /opt/redis-5.0.7/
make &> /dev/null
make PREFIX=/usr/local/redis install &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ];then
echo -e  \"\\033[34;1m redis编译安装完成！ \\033[0m\"
fi

#执行软件包提供的installserver.sh脚本文件设置Redis服务所需要的相关配置文件
yum -y install expect &> /dev/null
/usr/bin/expect <

 
  （3）修改Master节点配置文件 （192.168.222.10） 
  （1）#修改master主配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
bind 192.168.222.10      			   #70行，注释掉bind项，或修改为192.168.222.10,网卡
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

（2）#重启redis
/etc/init.d/redis_6379 restart
 
   
   
   
   
   
   
   
   （3）修改Slave节点配置文件 
  （1）#修改slave1节点、slave2节点配置文件，slave1和slave2修改步骤相同
vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0      				     #70行，修改监听地址
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 192.168.222.10 6379         #287行，取消注释并指定要同步的Master节点IP和端口
appendonly yes       				 #700行，开启AOF持久化功能

（2）#重启slave1节点和slave2节点redis服务
/etc/init.d/redis_6379 restart
 
   
   
   
   
   
   
    
   slave2 同上 
  （4）验证主从效果 
  在Master节点上看日志

tail -f /var/log/redis_6379.log  
   
  在Master节点上验证从节点
[root@localhost ~]# redis-cli info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.222.100,port=6379,state=online,offset=84,lag=1
slave1:ip=192.168.222.20,port=6379,state=online,offset=84,lag=1
master_replid:fa5e578f6ee562d98eb5bf4b9f2dcc8868b90231
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:84
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:84
 
   
  二、Redis的哨兵模式 
  1、哨兵模式的原理 
   哨兵(sentinel)：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。 
  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，并让其他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。 
  3、哨兵模式的搭建 
  （1）修改 Redis 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 192.168.222.10 6379 2	#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.222.10:6379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）
 
   
   
   
   
   
   
   
   （2）启动哨兵模式 
  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
 
   
  （3） 故障模拟 
  查看redis-server进程号 
  [root@localhost redis-5.0.7]# ps aux | grep redis
root       8781  0.1  0.2 162548  9880 ?        Ssl  21:19   0:05 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      11500  0.2  0.2 153844  7944 ?        Ssl  22:25   0:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root      11530  0.0  0.0 112676   984 pts/1    R+   22:29   0:00 grep --color=auto redis
 
   
   杀死 Master 节点上redis-server的进程号 
  kill -9 8781 
   
   （4）验证结果 
  动态查看哨兵日志结果 
  tail -f /var/log/sentinel.log 
   
  redis-cli -p 26379 INFO Sentinel 
   
  三、Redis集群 
  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。 
  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 
  #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
   
  3、集群部署 
  （1）环境搭建 
  master 1 
  192.168.222.10    redis-5.0.7.tar.gz 
  slave1 
  192.168.222.100   redis-5.0.7.tar.gz 
  master 2 
  192.168.222.20      redis-5.0.7.tar.gz 
  slave 2                    
  192.168.222.30      redis-5.0.7.tar.gz 
  master 3 
  192.168.222.40      redis-5.0.7.tar.gz 
  slave   3 
  192.168.222.50      redis-5.0.7.tar.gz 
  （2）所有节点 
  cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis6379
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
 
   
   （3）master1节点 
  #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/redis6379
vim redis.conf

bind 192.168.222.10					#69行，修改bind项，监听自己的IP
protected-mode no						#88行，修改，关闭保护模式
port 7001								#92行，修改，redis监听端口，
daemonize yes							#136行，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-6379.conf		#840行，取消注释，群集名称文件设置，无需修改
cluster-node-timeout 15000				#846行，取消注释群集超时时间设置
appendonly yes							#699行，修改，开启AOF持久化
 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
    
  scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.222.100:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.222.20:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.222.30:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.222.40:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.222.50:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
 
   
   
   
   
   
   （4）其余节点 
  vim /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf

69行修改本机ip地址
92号修改端口号
 
   
   
    
  （5） 启动集群 
  所有节点
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
redis-server redis.conf
 
   
  redis-cli --cluster create 192.168.222.10:7001 192.168.222.20:7003 192.168.222.40:7005 192.168.222.50:7006 192.168.222.30:7004 192.168.222.100:7002 --cluster-replicas 1
 
   
   
  redis-cli -h 192.168.222.10 -p 7001 -c        #加-c参数，节点之间就可以互相跳转	
cluster slots			#查看节点的哈希槽编号范围
set sky blue
cluster keyslot sky	#查看name键的槽编号


            
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