目錄

一、Redis高可用

1.持久化

2.主從復(fù)制

3.哨兵

4.Cluster集群

二、主從復(fù)制

1.概念

2.作用

3.主從復(fù)制流程

4.配置主從復(fù)制

三、哨兵模式

1.功能

2.作用

3.組成

4.故障轉(zhuǎn)移機(jī)制

5.主節(jié)點(diǎn)選舉依據(jù)

6.配置哨兵模式

7.故障模擬

8.恢復(fù)故障節(jié)點(diǎn)

四、Cluster群集

1.簡(jiǎn)介

2.作用

（1）數(shù)據(jù)分區(qū)

（2）高可用

3.數(shù)據(jù)分片原理

4.Redis集群的主從復(fù)制模型

5.搭建 redis cluster 集群

一、Redis高可用

? ? ? ? 在web服務(wù)器中,高可用是指服務(wù)器可以正常訪問的時(shí)間,衡量的標(biāo)準(zhǔn)是在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以提供正常服務(wù)。（99.9%、99.99%、99.999%等等）

高可用的計(jì)算公式是1-（宕機(jī)時(shí)間）/（宕機(jī)時(shí)間+運(yùn)行時(shí)間）有點(diǎn)類似與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膮?shù)誤碼率，我們用9的個(gè)數(shù)表示可用性

2個(gè)9：99%=1%365=3.6524h=87.6h

4個(gè)9：99.99%=0.01%36524*60=52.56min

5個(gè)9：99.999%=0.001%*365=5.265min

11個(gè)9：幾乎一年宕機(jī)時(shí)間只有幾分鐘

? ? ? ? 但是在Redis語(yǔ)境中,高可用的含義似乎要寬泛一些，除了保證提供正常服務(wù)（如主從分離、快速容災(zāi)技術(shù)），還需要考慮數(shù)據(jù)容量的擴(kuò)展、數(shù)據(jù)安全不會(huì)丟失等。

? ? ? ? 在Redis中，實(shí)現(xiàn)高可用的技術(shù)主要包括持久化、主從復(fù)制、哨兵和Cluster集群。

1.持久化

? ? ? ?持久化是最簡(jiǎn)單的高可用方法（有時(shí)甚至不被歸為高可用的手段），主要作用是數(shù)據(jù)備份，即將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤，保證數(shù)據(jù)不會(huì)因進(jìn)程退出而天失。

2.主從復(fù)制

? ? ? ? 主從復(fù)制是高可用Redis的基礎(chǔ)，哨兵和集群都是在主從復(fù)制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高可用的。主從復(fù)制主要實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的多機(jī)備份，以及對(duì)于讀操作的負(fù)載均衡和簡(jiǎn)單的故障恢復(fù)。

缺陷：故障恢復(fù)無法自動(dòng)化；寫操作無法負(fù)載均衡；存儲(chǔ)能力受到單機(jī)的限制。

3.哨兵

? ? ? ? 在主從復(fù)制的基礎(chǔ)上，哨兵實(shí)現(xiàn)了主節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化的故障恢復(fù)，但無法對(duì)從節(jié)點(diǎn)自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移，在讀寫分離場(chǎng)景下，從節(jié)點(diǎn)故障會(huì)導(dǎo)致讀服務(wù)不可用。

缺陷：寫操作無法負(fù)載均衡；存儲(chǔ)能力受到單機(jī)的限制；需要對(duì)從節(jié)點(diǎn)額外做監(jiān)控。

4.Cluster集群

? ? ? ? 通過集群，Redis解決了寫操作無法負(fù)載均衡，以及存儲(chǔ)能力受到單機(jī)限制的問題，實(shí)現(xiàn)了較為完善的高可用方案。

缺陷：成本和資源需求打。

二、主從復(fù)制

1.概念

????????主從復(fù)制，是指將一臺(tái)Redis服務(wù)器的數(shù)據(jù)，復(fù)制到其他的Redis服務(wù)器。前者稱為主節(jié)點(diǎn)Master，后者稱為從節(jié)點(diǎn)Slave；

????????數(shù)據(jù)的復(fù)制是單向的，只能由主節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)

????????默認(rèn)情況下，每臺(tái)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)。

2.作用

（1）數(shù)據(jù)冗余：主從復(fù)制實(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。

（2）故障恢復(fù)：當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，可以由從節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)快速的故障恢復(fù)；實(shí)際上是一種服務(wù)的冗余。

（3）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(chǎng)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。

（4）高可用基石：除了上述作用以外，主從復(fù)制還是哨兵和集群能夠?qū)嵤┑幕A(chǔ)，因此說主從復(fù)制是Redis高可用的基礎(chǔ)。

3.主從復(fù)制流程

（1）若啟動(dòng)一個(gè)slave機(jī)器進(jìn)程，則它會(huì)向Master機(jī)器發(fā)送一個(gè)"sync command"命令，請(qǐng)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(huì)啟動(dòng)一個(gè)后臺(tái)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(huì)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(tái)進(jìn)程完成緩存操作之后，Master機(jī)器就會(huì)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(huì)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(huì)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(qǐng)求，則Master會(huì)在后臺(tái)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。

4.配置主從復(fù)制

主節(jié)點(diǎn)：192.168.116.40

從節(jié)點(diǎn)：192.168.116.50

從節(jié)點(diǎn)：192.168.116.60

主、從節(jié)點(diǎn)配置文件修改

vim /etc/redis/6379.conf

#70行，每臺(tái)添加本機(jī)的地址
bind 127.0.0.1 192.168.116.40

#700行，開啟AOF
appendonly yes

從節(jié)點(diǎn)添加

vim /etc/redis/6379.conf

#288行，指定master
replicaof 192.168.116.40 6379

查看日志發(fā)現(xiàn)，主從已經(jīng)進(jìn)行RDB數(shù)據(jù)完全同步?

執(zhí)行 info replication 可以查看同步信息

主添加數(shù)據(jù)，測(cè)試aof同步

查看從節(jié)點(diǎn)是否有這個(gè)數(shù)據(jù)（都有則同步成功）

三、哨兵模式

1.功能

????????在主從復(fù)制的基礎(chǔ)上，哨兵引入了主節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移。

2.作用

????????監(jiān)控：哨兵會(huì)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(huì)開始自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移操作，它會(huì)將失效主節(jié)點(diǎn)的其中一個(gè)從節(jié)點(diǎn)升級(jí)為新的主節(jié)點(diǎn)，并讓其它從節(jié)點(diǎn)改為復(fù)制新的主節(jié)點(diǎn)。

????????通知：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(chǔ)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)。

4.故障轉(zhuǎn)移機(jī)制

（1）由哨兵節(jié)點(diǎn)定期監(jiān)控發(fā)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)了故障，每個(gè)哨兵節(jié)點(diǎn)每隔1秒會(huì)向主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)及其它哨兵節(jié)點(diǎn)發(fā)送一次ping命令做一次心跳檢測(cè)。如果主節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)間范圍內(nèi)不回復(fù)或者是回復(fù)一個(gè)錯(cuò)誤消息，那么這個(gè)哨兵就會(huì)主觀認(rèn)為這個(gè)主節(jié)點(diǎn)下線了（單方面的）；當(dāng)超過半數(shù)哨兵節(jié)點(diǎn)認(rèn)為該主節(jié)點(diǎn)主觀下線了，這樣就客觀下線了。

（2）當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，此時(shí)哨兵節(jié)點(diǎn)會(huì)通過Raft算法（選舉算法）實(shí)現(xiàn)選舉機(jī)制共同選舉出一個(gè)哨兵節(jié)點(diǎn)為leader，來負(fù)責(zé)處理主節(jié)點(diǎn)的故障轉(zhuǎn)移和通知。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)。

（3）由leader哨兵節(jié)點(diǎn)執(zhí)行故障轉(zhuǎn)移，過程如下

????????將某一個(gè)從節(jié)點(diǎn)升級(jí)為新的主節(jié)點(diǎn)，讓其它從節(jié)點(diǎn)指向新的主節(jié)點(diǎn)；若原主節(jié)點(diǎn)恢復(fù)也變成從節(jié)點(diǎn)，并指向新的主節(jié)點(diǎn)；通知客戶端主節(jié)點(diǎn)己經(jīng)更換。

需要特別注意的是，客觀下線是主節(jié)點(diǎn)才有的概念；如果從節(jié)點(diǎn)和哨兵節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，被哨兵主觀下線后，不會(huì)再有后續(xù)的客觀下線和故障轉(zhuǎn)移操作。

5.主節(jié)點(diǎn)選舉依據(jù)

• 過濾掉不健康的（已下線的）沒有回復(fù)哨兵ping響應(yīng)的從節(jié)點(diǎn)。
• 選擇配置文件中從節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)配置最高的。(replica-priority，默認(rèn)值為100)
• 選擇復(fù)制偏移量最大，也就是復(fù)制最完整的從節(jié)點(diǎn)。
  ?

6.配置哨兵模式

首先需要做好主從復(fù)制，上一部分已經(jīng)完成。

復(fù)制并修改哨兵配置文件

cp /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf /etc/redis/
cd /etc/redis/
vim sentinel.conf
#關(guān)閉保護(hù)模式
protected-mode no
#默認(rèn)端口
port 26379
#打開后臺(tái)運(yùn)行
daemonize yes
#指定哨兵的pid和日志文件
pidfile "/var/run/redis-sentinel.pid"
logfile "/var/log/sentinel.log"
#指定redis數(shù)據(jù)文件
dir "/var/lib/redis/6379"
#指定哨兵模式主節(jié)點(diǎn)（2代表最少兩個(gè)哨兵主觀認(rèn)為主宕機(jī)，才是客觀宕機(jī)）
sentinel monitor mymaster 192.168.116.40 6379 2
#判定服務(wù)器down掉的時(shí)間周期，默認(rèn)30000毫秒(30秒)
sentinel down-after-milliseconds mymaster 10000
#同一個(gè)sentinel對(duì)同一個(gè)master兩次故障恢復(fù)之間的間隔時(shí)間（180秒)
sentinel failover-timeout mymaster 180000

修改好的文件復(fù)制給從節(jié)點(diǎn)，并重啟服務(wù)

#在主節(jié)點(diǎn)的/etc/redis/下執(zhí)行遠(yuǎn)程傳輸
scp sentinel.conf 192.168.116.50:`pwd`
scp sentinel.conf 192.168.116.60:`pwd`

#從節(jié)點(diǎn)重啟服務(wù)加載配置
service redis restart

啟動(dòng)哨兵模式

#主從都執(zhí)行
/usr/local/redis/bin/redis-sentinel sentinel.conf

查看哨兵模式信息

7.故障模擬

首先跟蹤哨兵日志，此時(shí)顯示主從是正常的

關(guān)閉主節(jié)點(diǎn)redis服務(wù)，查看是否完成故障切換

查看新主節(jié)點(diǎn)中的信息

查看從節(jié)點(diǎn)配置文件?

8.恢復(fù)故障節(jié)點(diǎn)

恢復(fù)原來宕機(jī)的主節(jié)點(diǎn)，看他是否能加入到從節(jié)點(diǎn)中

查看配置文件

恢復(fù)成功！?

四、Cluster群集

1.簡(jiǎn)介

????????集群，即Redis Cluster，是Redis 3.0開始引入的分布式存儲(chǔ)方案。

????????集群由多組節(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(qǐng)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)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(chǔ)容量大大增加，另一方面每個(gè)主節(jié)點(diǎn)都可以對(duì)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forks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(zhǎng)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)制緩中區(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(duì)外提供服務(wù)。

3.數(shù)據(jù)分片原理

????????Redis集群引入了哈希槽的概念，Redis集群有16384個(gè)哈希槽（編號(hào)0-16383）集群的每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一部分哈希槽。

以3個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的集群為例

????????節(jié)點(diǎn)A包含0~5460號(hào)哈希槽

????????節(jié)點(diǎn)B包含5461~10922號(hào)哈希槽

????????節(jié)點(diǎn)C包含10923~16383號(hào)哈希槽

????????每個(gè)Key通過CRC16算法生成一個(gè)值，用這個(gè)值對(duì)16384取余得到的數(shù)，在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)的哈希槽區(qū)間，來決定放在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)的哈希糟中，然后直接自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到這個(gè)對(duì)應(yīng)的節(jié)
點(diǎn)上進(jìn)行存取操作。

4.Redis集群的主從復(fù)制模型

? ? ? ? 例如集群中具有A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果節(jié)點(diǎn)B失效了，整個(gè)集群就會(huì)因缺少5461-10922這個(gè)范圍的槽而不可以用。

? ? ? ? 所以為每個(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失效后，集群選舉B1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。

5.搭建 redis cluster 集群

? ? ? ? 一般一個(gè)群集需要3對(duì)一主一從，為了演示方便，這里使用一臺(tái)主機(jī)redis的6001-6004端口，模擬6臺(tái)不同的redis實(shí)例。

創(chuàng)建每個(gè)redis節(jié)點(diǎn)的目錄，復(fù)制需要的文件

mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}

#批量復(fù)制所需文件到6個(gè)目錄下
cd /opt/redis-5.0.7/
for i in {1..6};do cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etredis600$i;cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /etredis600$i;done

修改6個(gè)實(shí)例的配置文件，之后全部開啟

#先修改一個(gè)，再?gòu)?fù)制給其他的，修改端口和文件名序號(hào)即可
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001
vim redis.conf
#修改以下字段，其他可自行修改
bind 0.0.0.0    #為實(shí)驗(yàn)方便監(jiān)聽所有
protected-mode no    #關(guān)閉保護(hù)模式
port 6001    #監(jiān)聽端口（每臺(tái)需要不一樣6001-6002）
daemonize yes    #打開后臺(tái)運(yùn)行
appendonly yes    #打開aof
cluster-enabled yes    #開啟集群模式
cluster-config-file nodes-6001.conf    #集群節(jié)點(diǎn)配置文件名（每臺(tái)需要不一樣6001-6002）
cluster-node-timeout 15000    #集群故障監(jiān)聽超時(shí)時(shí)間

#開啟所有
for i in {1..6};do cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$i;./redis-server redis.conf;done    

#開啟cluster模式         
./redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1
#結(jié)尾的選項(xiàng)1，代表每個(gè)主有1個(gè)從節(jié)點(diǎn)                                                  

可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中使用 cluster slots 查看集群信息

測(cè)試插入數(shù)據(jù)（登入時(shí)加上-c選項(xiàng)，否則無法自動(dòng)切換節(jié)點(diǎn)）

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-612765.html

到了這里，關(guān)于Redis高可用（主從復(fù)制、哨兵模式和Cluster集群）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！