Redis集群-主从复制、哨兵

**●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

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