**●主从复制:**主从复制是高可用Redis的基础,哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。
主从复制主要实现了数据的多机备份,以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷:故障
恢复无法自动化;写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制。
**●哨兵:**在主从复制的基础上,哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷:写操作无法负载均衡;存储
能力受到单机的限制;哨兵无法对从节点进行自动故障转移,在读写分离场景下,从节点故障会导
致读服务不可用,需要对从节点做额外的监控、切换操作。
**●集群:**通过集群,Redis解决了写操作无法负载均衡,以及存储能力受到单机限制的问题,实现
了较为完善的高可用方案。
Redis 主从复制
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。
#主从复制的作用:
**●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。
**●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。
**●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。
**●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。
#主从复制流程:
**1)首次同步:**当从节点要进行主从复制时,它会发送一个SYNC命令给主节点。主节点收到SYNC
命令后,会执行BGSAVE命令来生成RDB快照文件,并在生成期间使用缓冲区记录所有写操作。
**2)快照传输:**当主节点完成BGSAVE命令并且快照文件准备好后,将快照文件传输给从节点。主
节点将快照文件发送给从节点,并且在发送过程中,主节点会继续将新的写操作缓冲到内存中。
**3)追赶复制:**当从节点收到快照文件后,会加载快照文件并应用到自己的数据集中。一旦快照文
件被加载,从节点会向主节点发送一个PSYNC命令,以便获取缓冲区中未发送的写操作。
**4)增量复制:**主节点收到PSYNC命令后,会将缓冲区中未发送的写操作发送给从节点,从节点会
执行这些写操作,保证与主节点的数据一致性。此时,从节点已经追赶上了主节点的状态。
**5)同步:**从节点会继续监听主节点的命令,并及时执行主节点的写操作,以保持与主节点的数据
同步。主节点会定期将自己的操作发送给从节点,以便从节点保持最新的数据状态.
注意:当slave首次同步或者宕机后恢复时,会全盘加载,以追赶上大部队,即全量复制
搭建Redis 主从复制
上传文件
初始化
修改内核参数
加载
安装软件
解压编译
从节点配置
重启
登录查看
插入数据
从服务器数据跟新
查看日志
Redis 哨兵模式
主从切换技术的方法是:当服务器宕机后,需要手动一台从机切换为主机,这需要人工干预,不仅
费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点,就有了哨兵机制。
哨兵的核心功能:在主从复制的基础上,哨兵引入了主节点的自动故障转移。
#哨兵模式的作用:
●监控:哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
●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,并让其它从节点改为复制新的主节点。
●通知(提醒):哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。
哨兵结构由两部分组成,哨兵节点和数据节点:
●哨兵节点:哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成,哨兵节点是特殊的redis节点,不存储数据。
●数据节点:主节点和从节点都是数据节点。
#故障转移机制:
1.由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障
每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如
果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息,那么这个哨兵就会认为这个主节点主
观下线了(单方面的)。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了,这样就客观下线了。
2.当主节点出现故障,此时哨兵节点会通过Raft算法(选举算法)实现选举机制共同选举出一个哨
兵节点为leader,来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于
3个节点。
3.由leader哨兵节点执行故障转移,过程如下:
●将某一个从节点升级为新的主节点,让其它从节点指向新的主节点;
●若原主节点恢复也变成从节点,并指向新的主节点;
●通知客户端主节点已经更换。
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。
#主节点的选举:
1.过滤掉不健康的(已下线的),没有回复哨兵 ping 响应的从节点。
2.选择配置文件中从节点优先级配置最高的。(replica-priority,默认值为100)
3.选择复制偏移量最大,也就是复制最完整的从节点。
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
从节点优先级
搭建Redis 哨兵模式
修改 Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
复制文件修改属组
修改配置文件
启动前先写一个脚本
返回修改文件
复制到另一台主机上
启动哨兵
跟踪日志
暂停主服务器
故障切换
VIP跳转到新的主机上
重新启动原来的主服务器
原来的主服务器自动变成从服务器
自动做主从复制
Redis 群集模式
集群,即Redis Cluster,是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。
集群由多组节点(Node)组成,Redis的数据分布在这些节点组中。节点组中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。
#集群的作用,可以归纳为两点:
**(1)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)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组节点,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。
#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)
集群的每组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。
搭建Redis 群集模式
redis的集群一般需要6个节点,3主3从。方便起见,这里所有节点在同一台服务器上模拟:
以端口号进行区分:3个主节点端口号:6001/6002/6003,对应的从节点端口号:
6004/6005/6006。
准备目录
赋权
复制文件并配置
将文件赋给其他主机
启动
启动集群
查看对应关系