Redis的主从复制和哨兵模式

杀死一只知更鸟debug2024-02-24 11:56

Redis的主从复制和哨兵模式

Redis集群搭建（一主二从）

replication 主从复制配置文件 redis.conf

主从复制相关的配置项在redis.conf中的replication一栏中

以下是与 Redis 复制相关的配置项及其解释：

  1. replicaof <masterip> <masterport> :
  • 这个配置项用于设置 Redis 服务器作为从服务器（slave），并指定其主服务器（master）的 IP 地址和端口。
  • 例如，replicaof 192.168.1.100 6379 意味着这台 Redis 服务器将从 IP 地址为 192.168.1.100，端口为 6379 的 Redis 服务器复制数据。
  1. masterauth <masterr-password>:
  • 如果主服务器设置了密码，那么从服务器需要使用这个配置项来提供密码，以便能够连接到主服务器并进行数据复制。
  • 例如，masterauth mysecretpassword 将会设置从服务器的主服务器密码为 mysecretpassword。
  1. repl-ping-slave-period :
  • 从服务器会每隔指定的秒数向主服务器发送一个 PING，用于确保连接是活动的。默认值是 10 秒。
  • 你可以通过调整这个值来平衡网络流量和确保连接的稳定性。
  1. repl-timeout :
  • 这是一个超时时间，用于定义从服务器等待主服务器的响应的最长时间。如果在这个时间内没有收到响应，从服务器将断开连接。默认值是 60 秒。
  • 如果网络不稳定或主服务器负载很高，可能需要增加这个值。
  1. repl-disable-tcp-nodelay:
  • 这个选项控制 TCP NoDelay 选项是否应用于从服务器与主服务器之间的连接。
  • 默认情况下，该选项是关闭的，这意味着 TCP NoDelay 是启用的。启用 TCP NoDelay 可以减少网络延迟，但可能会增加 CPU 使用率。
  • 在某些情况下，禁用 TCP NoDelay 可能会提高性能，尤其是在高延迟的网络环境中。
  1. repl-backlog-size :
  • 这个配置项设置了复制积压缓冲区的大小。复制积压是一个缓冲区，用于保存最近被主服务器写入的数据，以便从服务器可以进行部分同步。
  • 默认值是 1MB。如果你的数据集很大，或者从服务器经常断开连接并重新连接，可能需要增加这个值。
  1. repl-backlog-ttl :
  • 这个配置项设置了复制积压缓冲区的存活时间。当缓冲区中的数据超过这个指定的秒数没有被从服务器取走时，这些数据将被移除。
  • 默认值是 3600 秒（1 小时）。如果网络环境不稳定，或者从服务器经常离线，可能需要减少这个值。

Redis主从复制工作原理

Redis的主从复制可以根据是否是全量分为全量复制 和增量复制。

全量复制

Redis的全量复制发生在Slave（从节点）初始化阶段，此时slave需要将master主机上的所有数据都复制一份。

  • 从服务器连接主服务器，发送SYNC同步命令
  • 主服务器收到sync同步命令后，开始执行bgsave命令生成.rdb文件，并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令。
  • 主服务器bgsave执行完成之后，向所有从服务器发送快照，并在发送快照期间继续记录被执行的写命令。
  • 从服务器收到快照文件后，丢弃所有的旧数据，载入收到的快照
  • 主服务器快照发送完毕之后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令
  • 从服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来着主服务器缓冲区的写命令。

下面是从网上拿来的两张图，可以更清晰的了解主从复制原理及流程


增量复制

redis的增量复制发生在slave（从节点）初始化后开始正常工作时，主服务器发生的写操作同步到从服务器的过程。

增量复制：主服务器每执行一个写命令就会向从服务器发送一个相同的写命令，从服务器接收并执行收到的写命令。

redis主从复制策略

主从刚刚连接的时候，进行全量同步；全同步结束后，进行增量同步。当然，如果有需要，slave 在任何时候都可以发起全量同步。

redis 策略是，无论如何，首先会尝试进行增量同步，如不成功，要求从机进行全量同步。

搭建集群 （主从复制引入）

步骤如下：

  1. 拷贝redis.conf配置文件，我们一共需要三台redis-server，所以拷贝三份即可。
  2. 修改配置文件，因为每个redis-server都是不同的实例，所以需要修改配置文件
    • 修改port端口
    • 修改pidfile文件名
    • 后台启动服务
    • 修改rdb或者aof文件存放位置（具体看你的持久化使用的是rdb还是aof）
    • 修改logfile文件存放位置
    • 修改replication中的配置 replicaof masterip masterport(配置文件是永久有效，命令是临时有效 slaveof masterip masterport)
  3. 启动每个服务，并且查看不同redis-server的配置信息info replication

开始搭建集群！6379为主节点，其余6380,6381为从节点。

bash 复制代码 
cp redis7.conf redis6379.conf
cp redis7.conf redis6380.conf
cp redis7.conf redis6381.conf

主节点6379

bash 复制代码 
vim redis6379.conf

# 改动内容如下
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6379  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6379.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6379.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6379.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
requirepass robin # 设定redis服务器的密码

# 保存退出
ESC shift: wq

从节点6380

bash 复制代码 
vim redis6380.conf

# 改动内容如下
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6380  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6380.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6380.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6380.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
replicaof 127.0.0.1 6379 # 指定从机的主机
masterauth robin # 从机的主机的密码验证

requirepass robin # 设定redis服务器的密码

# 保存退出
ESC shift: wq

从节点6381

bash 复制代码 
vim redis6381.conf

# 改动内容如下
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6381  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6381.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6381.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6381.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
replicaof 127.0.0.1 6379 # 指定从机的主机
masterauth robin # 从机的主机的密码验证

requirepass robin # 设定redis服务器的密码

# 保存退出
ESC shift: wq

启动三个服务

bash 复制代码 
# redis-server redis配置文件路径
redis-server redis6379.conf
redis-server redis6380.conf
redis-server redis6381.conf

使用ps -ef | grep redis查看一下进程

登录到三台服务器上观察下：

bash 复制代码 
# 开启三个窗口，然后进行不同服务器的登录

redis-cli -a robin -p 6379

redis-cli -a robin -p 6380

redis-cli -a robin -p 6381

测试一下，基础的操作把！主节点用于写数据，从节点用于读数据不能写数据。

至此，一主二从的主从复制已经搭建完毕，但是正常业务中，并不是这么简单的。

当前我们只有一台主节点，那当我们的主节点意外宕机断开连接怎么办？

难道我们要一直等着主节点启动吗？当然不是，这个时候就需要哨兵模式来完成了（当然，手动也可以，但是比较繁琐，而且真实情况下也没人会用手动切换主从），当我们的主节点意外断开连接宕机，我们应该在剩下的从节点中，选出一台服务器作为主节点！！！

哨兵模式

概念

哨兵模式是一种特殊的模式，redis提供了哨兵的命令redis-sentinel，**哨兵是一个独立的进程，即独立运行。

哨兵模式的原理：哨兵通过发送命令，等待redis服务器响应，从而监控多个redis实例。

哨兵通过发送命令，监控主从服务器的运行状态

当哨兵检测到master宕机时，会自动将slave切换成master(根据哨兵的配置去切换)，然后通过发布订阅模式publish和subcribe通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

哨兵配置文件 sentinel.conf

下面是redis提供的哨兵配置文件例子 ，在redis的安装目录下sentinel.conf

sentinel.conf 是 Redis Sentinel 的配置文件，用于配置和管理 Sentinel 系统。

Sentinel 是 Redis 的一个高可用性解决方案，它可以监视任意多个 Redis 主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器，代替已下线的主服务器继续处理请求。

以下是 sentinel.conf 文件中一些常见的配置项及其解释：

  1. sentinel monitor <master-name> <ip> <port> <quorum>
  • <master-name>：主服务器的名称，用于在 Sentinel 集群中唯一标识一个主服务器。
  • <ip> 和 <port>：主服务器的 IP 地址和端口号。
  • <quorum>：判断主服务器是否下线的最小 Sentinel 数量。
  1. **sentinel down-after-milliseconds **
  • 设置判断主服务器是否下线的超时时间。如果在指定的毫秒数内，Sentinel 没有收到主服务器的有效回复，则认为该主服务器已下线。
  1. **sentinel failover-timeout **
  • 设置故障转移的超时时间。如果在指定的毫秒数内，Sentinel 没有完成故障转移的操作，则放弃故障转移。
  1. **sentinel parallel-syncs **
  • 设置在进行故障转移时，可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步。
  1. sentinel can-failover <yes|no>
  • 设置 Sentinel 是否可以对指定的主服务器进行故障转移。
  1. sentinel deny-scripts-reconfig <yes|no>
  • 设置是否允许通过 SENTINEL RECONFIGURE 命令来修改 Sentinel 的配置。
  1. **sentinel auth-pass **
  • 设置与 Redis 主服务器进行通信时所使用的密码。
  1. **sentinel announcement-ip **
  • 设置 Sentinel 公告的 IP 地址。当 Sentinel 与其他 Sentinel 或 Redis 服务器通信时，将使用这个 IP 地址。
  1. **sentinel down-after-script **
  • 设置一个自定义的脚本，当 Sentinel 检测到主服务器下线时，会执行该脚本。
哨兵配置文件模板【入门】
bash 复制代码 
# 设置sentinel的工作目录，注意这个路径必须是存在的  
dir /tmp  
  
# 哨兵的默认端口为26379 我们配置多个哨兵就需要改成不同的端口
port 26379

# 和redis-server一样。哨兵也需要维护唯一的pidfile
pidfile /var/run/redis-sentinel.pid


# 6379表示要监听的服务器的端口  2 表示当两个哨兵认为master不可达时，才会发生故障转移
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2  
  
# 设置判定主服务器下线的超时时间，默认是30秒  
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000  
  
# 如果在指定时间内未能完成故障转移，则认为故障转移失败  
sentinel failover-timeout mymaster 180000  
  
# 设置在故障转移时，最多可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步，默认是1  
sentinel parallel-syncs mymaster 1  
  
# 设置密码，如果你的redis主服务器设置了密码，这里也需要设置  
sentinel auth-pass mymaster yourpassword  
  
# 允许通过SENTINEL RECONFIGURE命令来修改Sentinel的配置，默认为no  
sentinel deny-scripts-reconfig yes  
  
# Sentinel公告的IP地址，当Sentinel与其他Sentinel或Redis服务器通信时，将使用这个IP地址  
# 如果未设置，将使用Sentinel绑定的IP地址  
# sentinel announcement-ip <ip>  
  
# 当Sentinel检测到主服务器下线时，会执行该脚本  
# sentinel down-after-script mymaster /path/to/your/script.sh  
  
# 其他配置项...

配置哨兵模式（一主二从三哨兵）

① 先配置redis的主从服务器

步骤如下：

  1. 拷贝redis.conf配置文件，我们一共需要三台redis-server，所以拷贝三份即可。
  2. 修改配置文件，因为每个redis-server都是不同的实例，所以需要修改配置文件
    • 修改port端口
    • 修改pidfile文件名
    • 后台启动服务
    • 修改rdb或者aof文件存放位置（具体看你的持久化使用的是rdb还是aof）
    • 修改logfile文件存放位置
    • 修改replication中的配置 replicaof masterip masterport(配置文件是永久有效，命令是临时有效 slaveof masterip masterport)
  3. 启动每个服务，并且查看不同redis-server的配置信息info replication

拷贝redis.conf配置文件

bash 复制代码 
cp redis7.conf redis6379.conf
cp redis7.conf redis6380.conf
cp redis7.conf redis6381.conf

主节点6379

bash 复制代码 
vim redis6379.conf

# 改动内容如下
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6379  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6379.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6379.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6379.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
requirepass robin # 设定redis服务器的密码

# 保存退出
ESC shift: wq

从节点6380

bash 复制代码 
vim redis6380.conf

# 改动内容如下
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6380  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6380.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6380.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6380.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
replicaof 127.0.0.1 6379 # 指定从机的主机
masterauth robin # 从机的主机的密码验证

requirepass robin # 设定redis服务器的密码

# 保存退出
ESC shift: wq

从节点6381

bash 复制代码 
vim redis6381.conf

# 改动内容如下
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6381  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6381.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6381.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6381.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
replicaof 127.0.0.1 6379 # 指定从机的主机
masterauth robin # 从机的主机的密码验证

requirepass robin # 设定redis服务器的密码

# 保存退出
ESC shift: wq
② 配置哨兵

拷贝redis安装目录下的sentinel.conf

bash 复制代码 
cp /opt/redis-7.2.4/sentinel.conf  /myredis/sentinel1.conf
cp /opt/redis-7.2.4/sentinel.conf  /myredis/sentinel2.conf
cp /opt/redis-7.2.4/sentinel.conf  /myredis/sentinel3.conf

接下来的步骤基本相同，每个哨兵的配置文件改动基本都是一致的：

  • 禁止保护模式
  • 配置哨兵启动端口（不同哨兵的端口不同 26379 26380 26381）
  • 配置哨兵后台启动
  • 配置logfile（为了方便log）
  • 配置要监听的主服务器
  • 配置要监听的主服务器的密码（有则配置，没密码不用配置）
  • 配置哨兵的工作目录（为了方便演示观察，改动一下）
  • ... 其他配置

修改sentinel1.conf的配置

bash 复制代码 
protected-mode no

port 26379

daemonize yes

logfile "/myredis/sentinel.log"

dir /myredis/

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

sentinel auth-pass mymaster robin
③ 启动服务

启动主从服务器

bash 复制代码 
# redis-server redis配置文件路径
redis-server redis6379.conf
redis-server redis6380.conf
redis-server redis6381.conf

启动三个哨兵

bash 复制代码 
# redis-sentinel sentinel配置文件路径
redis-sentinel sentinel1.conf 
redis-sentinel sentinel2.conf 
redis-sentinel sentinel3.conf

查看一下进程 ps -ef | grep redis

④ 访问验证

创建三个远程终端，分别连接不同的redis-server

bash 复制代码 
redis-cli -a robin -p 6379 

redis-cli -a robin -p 6380

redis-cli -a robin -p 6381


⑤ 主从服务器数据插入验证
bash 复制代码 
# master 6379
flushdb # 先清空一下数据
set k1 v1

# slave 6380
get k1 # v1

# slave 6381
get k1 # v1
⑥ 验证主节点宕机，集群故障自动转移

我们手动的停止掉master 6379主服务器，看哨兵是否会从salve6380和slave6381中选择出一台新的服务器

查看sentinel.log日志，日志显示当前6379宕机了，6381变成了新的master主机

去分别查看一下6380和6381的主从状态

查看下redis.conf配置文件

6381：

6380：

至此，哨兵模式已经ok啦，最后再次测试一下当我们的6379重新上线时，master会是谁？

答案：👻master仍然是6381

那么启动6379的服务，再次连接客户端查看一下把！

bash 复制代码 
redis-server redis6379.conf

redis-cli -a robin -p 6379

如有错误，请各位同学指正😃

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