Redis服务之主从复制、哨兵模式、群集模式
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一、Redis主从复制
1、Redis主从复制的概念
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；
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。
2、Redis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。
3、Redis主从复制的流程
第一步：若启动一个Slave机器进程，则它会向Master机器发送一个“sync command”命令，请求同步连接。
第二步：无论是第一次连接还是重新连接，Master机器都会启动一个后台进程，将数据快照保存到数据文件中（执行rdb操作），同时Master还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。
第三步：后台进程完成缓存操作之后，Maste机器就会向Slave机器发送数据文件，Slave端机器将数据文件保存到硬盘上，然后将其加载到内存中，接着Master机器就会将修改数据的所有操作一并发送给Slave端机器。若Slave出现故障导致宕机，则恢复正常后会自动重新连接。
第四步：Master机器收到Slave端机器的连接后，将其完整的数据文件发送给Slave端机器，如果Mater同时收到多个Slave发来的同步请求，则Master会在后台启动一个进程以保存数据文件，然后将其发送给所有的Slave端机器，确保所有的Slave端机器都正常。
4、Redis主从复制的搭建
redis-5.0.7.tar.gz
相关安装包
提取码：37z7
环境配置
| 主机 | 操作系统 | IP地址 | 安装包 |
|---|---|---|---|
| Master | CentOS7 | 192.168.2.9 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave1 | CentOS7 | 192.168.2.10 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave2 | CentOS7 | 192.168.2.11 | redis-5.0.7.tar.gz |
每台主机
hostnamectl set-hostname master #修改主机名，每台主机要改的不一样
su
systemctl stop firewalld
setenforce 0
（1）安装Redis（所有主机）
Master：192.168.2.9
Slave1：192.168.2.10
Slave2：192.168.2.11
yum install -y gcc gcc-c++ make
cd /opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz
cd /opt/redis-5.0.7/
make && make PREFIX=/usr/local/redis install
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
......
#回车四次后，手动输入，需要一次性输入正确
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
（2）修改Master节点Redis配置文件
Master：192.168.2.9
vim /etc/redis/6379.conf
#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段
bind 0.0.0.0
#137行，开启守护进程
daemonize yes
#172行，指定日志文件目录
logfile /var/log/redis_6379.log
#264行，指定工作目录
dir /var/lib/redis/6379
#700行，开启AOF持久化功能
appendonly yes
/etc/init.d/redis_6379 restart
（3）修改Slave节点Redis配置文件
Slave1：192.168.2.10
Slave2：192.168.2.11
vim /etc/redis/6379.conf
#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡
bind 0.0.0.0
#137行，开启守护进程
daemonize yes
#172行，指定日志文件目录
logfile /var/log/redis_6379.log
#264行，指定工作目录
dir /var/lib/redis/6379
#288行，指定要同步的Master节点IP和端口
replicaof 192.168.163.10 6379
#700行，开启AOF持久化功能
appendonly yes
/etc/init.d/redis_6379 restart
（4）验证主从效果
Master：192.168.2.9
在Master节点上看日志
tail -f /var/log/redis_6379.log
在Master节点上验证从节点
redis-cli info replication
二、Redis 哨兵模式
- 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
1、哨兵模式的原理
哨兵(sentinel)：是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的 Master 并将所有 Slave 连接到新的 Master。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。
2、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，并让其他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。
3、哨兵模式的结构
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。
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，所有节点上都需要部署哨兵模式，哨兵模式会监控所有的 Redis 工作节点是否正常，当 Master 出现问题的时候，因为其他节点与主节点失去联系，因此会投票，投票过半就认为这个 Master 的确出现问题，然后会通知哨兵间，然后从 Slaves 中选取一个作为新的 Master。
注意：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。
4、哨兵模式的搭建
环境配置
主：在主从复制已搭建基础上
| 主机 | 操作系统 | IP地址 | 安装包 |
|---|---|---|---|
| Master | CentOS7 | 192.168.2.9 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave1 | CentOS7 | 192.168.2.10 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave2 | CentOS7 | 192.168.2.11 | redis-5.0.7.tar.gz |
（1）修改 Redis 配置文件（所有节点操作）
Master：192.168.2.9
Slave1：192.168.2.10
Slave2：192.168.2.11
vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
#17行，关闭保护模式
protected-mode no
#21行，Redis哨兵默认的监听端口
port 26379
#26行，指定sentinel为后台启动
daemonize yes
#36行，指定日志存放路径
logfile "/var/log/sentinel.log"
#65行，指定数据库存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"
#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.2.9:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最后的2的含义与主节点的故障判定有关：至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移
sentinel monitor mymaster 192.168.2.9 6379 2
#113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000
（2）启动哨兵模式
Master：192.168.2.9
Slave1：192.168.2.10
Slave2：192.168.2.11
注意：先启master，再启slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
先启动主节点
再启动从节点
（3）查看哨兵模式信息
Master：192.168.2.9
redis-cli -p 26379 info Sentinel
（4）故障模拟
Master：192.168.2.9
#查看redis-server进程号
ps aux | grep redis
root 56039 0.0 0.4 162696 7820 ? Ssl 3月09 0:02 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root 56626 0.1 0.1 153992 2668 ? Ssl 00:30 0:01 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root 56745 0.0 0.0 112824 980 pts/3 S+ 00:42 0:00 grep --color=auto redis
#杀死 Master 节点上redis-server的进程号，模拟故障
kill -9 56039 #Master节点上redis-server的进程号
（5）验证结果
tail -f /var/log/sentinel.log
redis-cli -p 26379 INFO Sentinel
