【缓存与加速技术实践】Redis哨兵

文章目录

Redis哨兵
Redis哨兵搭建指南
- Redis哨兵模式搭建指南
- - [1. 准备工作](#1. 准备工作)
  - [2. 修改Redis哨兵模式的配置文件（所有节点操作）](#2. 修改Redis哨兵模式的配置文件（所有节点操作）)
  - [3. 启动哨兵模式](#3. 启动哨兵模式)
  - [4. 查看哨兵信息](#4. 查看哨兵信息)
  - [5. 故障模拟](#5. 故障模拟)
- 注意
哨兵failover

Redis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。

核心功能

监控：哨兵节点会不断地检查主节点和从节点的状态，包括它们的健康情况和配置信息。
自动故障转移：当主节点出现故障时，哨兵会自动选择一个从节点作为新的主节点，并更新其他从节点的配置，使它们指向新的主节点。这个过程是自动完成的，无需人工干预。
通知：哨兵可以将故障转移的结果通知给客户端，使客户端能够及时更新连接信息。

结构

哨兵模式由两部分组成：哨兵节点和数据节点。

哨兵节点：哨兵节点是特殊的Redis节点，它们不存储数据，而是专注于监控和故障转移。哨兵节点之间通过相互通信来共享信息和协调行动。
数据节点：数据节点包括主节点和从节点，它们存储实际的数据。主节点负责处理写操作，而从节点则复制主节点的数据，负责处理读操作。

故障转移机制

故障转移机制是哨兵模式的核心功能之一，它包括以下几个步骤：

主观下线：每个哨兵节点都会定期向主节点和从节点发送心跳检测（通常是PING命令）。如果主节点在一定时间范围内没有响应，哨兵节点就会认为主节点已经主观下线。
客观下线：当超过半数哨兵节点认为主节点主观下线时，主节点就会被标记为客观下线。这意味着主节点确实已经出现故障，需要进行故障转移。
选举Leader：在确认主节点客观下线后，哨兵节点会通过Raft算法（或其他选举算法）选举出一个Leader哨兵节点。Leader哨兵节点负责执行故障转移操作。
执行故障转移：Leader哨兵节点会选择一个合适的从节点作为新的主节点，并更新其他从节点的配置信息。同时，如果原主节点恢复，它会被重新配置为从节点，并指向新的主节点。
通知客户端：最后，哨兵会将故障转移的结果通知给客户端，使客户端能够更新连接信息并继续访问Redis服务。

主节点的选举

在选择新的主节点时，哨兵会遵循以下原则：

健康性：首先排除那些已经下线的从节点。
优先级 ：然后选择配置文件中优先级最高的从节点。优先级可以通过replica-priority配置项进行设置。
复制偏移量：如果多个从节点具有相同的优先级，哨兵会选择复制偏移量最大的从节点作为新的主节点。复制偏移量反映了从节点复制主节点数据的进度和完整性。

哨兵的启动

哨兵模式的启动依赖于主从模式的配置。因此，在配置哨兵模式之前，必须确保主从模式已经正确安装和配置。然后，可以通过启动哨兵节点来监控和保护Redis集群的高可用性。

Redis哨兵搭建指南

Redis哨兵模式搭建指南

1. 准备工作

Master节点：IP地址为192.168.80.10
Slave1节点：IP地址为192.168.80.11
Slave2节点：IP地址为192.168.80.12
在所有节点上停止防火墙服务并设置SELinux为宽容模式：
bash 复制代码
```
systemctl stop firewalld
setenforce 0
```

2. 修改Redis哨兵模式的配置文件（所有节点操作）

复制哨兵配置文件到指定目录并更改所有权：

bash 复制代码

cp /opt/redis-7.0.9/sentinel.conf /usr/local/redis/conf/
chown redis.redis /usr/local/redis/conf/sentinel.conf

编辑哨兵配置文件（/usr/local/redis/conf/sentinel.conf），进行以下更改：

conf 复制代码

# 关闭保护模式
protected-mode no

# Redis哨兵默认的监听端口
port 26379

# 指定sentinel为后台启动
daemonize yes

# 指定PID文件
pidfile /usr/local/redis/log/redis-sentinel.pid

# 指定日志存放路径
logfile "/usr/local/redis/log/sentinel.log"

# 指定数据库存放路径
dir /usr/local/redis/data

# 配置哨兵监控主节点
# 格式：sentinel monitor <master-name> <ip> <port> <quorum>
# 其中<quorum>表示判定主节点故障所需的哨兵节点数
sentinel monitor mymaster 192.168.80.10 6379 2

# 如果主节点设置了密码，则取消以下行的注释并设置密码
# sentinel auth-pass mymaster abc123

# 判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000

# 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间（180秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000

3. 启动哨兵模式

先启动Master节点上的Redis服务，再启动Slave节点上的Redis服务。

在所有节点上启动哨兵服务：

bash 复制代码

cd /usr/local/redis/conf/
redis-sentinel sentinel.conf &

4. 查看哨兵信息

使用以下命令查看哨兵信息：

bash 复制代码

redis-cli -p 26379 info Sentinel

预期输出示例：

# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.80.10:6379,slaves=2,sentinels=3

5. 故障模拟

查看Redis服务进程号 ：
bash 复制代码
```
ps -ef | grep redis
```

杀死Master节点上的Redis服务进程 ：

bash 复制代码

# 替换为实际的Master节点Redis服务进程号
kill -9 <Master_Redis_PID>

验证故障转移结果 ：
- 查看哨兵日志以确认故障转移过程：
  bash 复制代码
```
tail -f /usr/local/redis/log/sentinel.log
```
- 再次使用redis-cli -p 26379 info Sentinel查看哨兵信息，确认新的主节点。

预期输出示例（故障转移后）：

# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_tilt_since_seconds:-1
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.80.11:6379,slaves=2,sentinels=3

注意

哨兵数量：为确保故障转移的有效性，哨兵节点的数量应至少为3个。
网络配置：确保所有节点之间的网络连接正常。
安全性 ：如果主节点设置了密码，请确保在哨兵配置文件中正确配置了sentinel auth-pass。
监控与日志：定期监控哨兵日志和Redis服务状态，以确保系统健康运行。

哨兵failover

vim sentinel.conf

sentinel client-reconfig-script mymaster /etc/redis/failover.sh

Sentinel 在做 failover 的时候会执行这个脚本，并且传递 7 个参数 master-name、role、state、from-ip、from-port、to-ip、to-port，其中 to-ip 是新主 Redis 的 IP 地址，可以在这个脚本里做 VIP 漂移操作。

vim /etc/redis/failover.sh

#!/bin/bash
#新master的ip地址
MASTER_IP=${6}
#当前服务器IP
LOCAL_IP='192.168.80.13'

VIP='192.168.80.200'
NETMASK='24'
INTERFACE='ens33'

if [ "${MASTER_IP}" = "${LOCAL_IP}" ]; then
    #将VIP绑定到该服务器上
    /sbin/ip addr add ${VIP}/${NETMASK} dev ${INTERFACE}
    /sbin/arping -q -c 3 -A ${VIP} -I ${INTERFACE}
    exit 0
else
    #将VIP从该服务器上删除
    /sbin/ip addr del ${VIP}/${NETMASK} dev ${INTERFACE}   
    exit 0
fi
#如果返回1，sentinel会一直执行这个脚本
exit 1

chmod +x /etc/redis/failover.sh

#手动绑定VIP到当前主redis服务器上
/sbin/ip  addr add 192.168.80.200/24 dev ens33
/sbin/arping -q -c 3 -A 192.168.80.200 -I ens33