运维之道 | Redis 哨兵（Sentinel）深入剖析 及 Sentinel 搭建部署
前言
主从切换技术的方法是：当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主从服务器，这就需要人工干预，既费时费力，还会造成一段时间内服务不可用，这不是一种推荐的方式，更多的时候，我们优先考虑哨兵模式，它是当前企业应用的主流方式。
Redis Sentinel 是 Redis 高可用 的实现方案。Sentinel 是一个管理多个 Redis 实例的工具，它可以实现对 Redis 的 监控、通知、自动故障转移。
一、Redis Sentinel 的基本概念
1、Redis 的 主从复制模式 和 Sentinel 高可用架构 的示意图
2、Redis Sentinel 的架构图
3、Redis Sentinel的主要功能
Sentinel 的主要功能包括：主节点存活检测、主从运行情况检测、自动故障转移 （failover）、主从切换。Redis 的 Sentinel 最小配置是一主一从;
Redis 的 Sentinel 系统可以用来管理多个 Redis 服务器，该系统可以执行以下四个任务：
- 监控： Sentinel 会不断的检查
主服务器和从服务器是否正常运行; - 通知： 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题，Sentinel 通过
API 脚本向 管理员 或者其他的 应用程序 发送通知; - 自动故障转移： 当
主节点不能正常工作时，Sentinel 会开始一次自动的故障转移操作，它会将与失效主节点是主从关系的其中一个从节点升级为新的 主节点，并且将其他的从节点指向新的主节点; - 配置提供者： 在 Redis Sentinel 模式下，客户端应用在初始化时连接的是
Sentinel 节点集合，从中获取 主节点 的信息;
4、主观下线和客观下线
默认情况下，每个 Sentinel 节点会以 每秒一次 的频率对 Redis 节点和 其它 的 Sentinel 节点发送PING 命令，并通过节点的回复来判断节点是否在线。
- 主观下线： 主观下线 适用于所有
主节点和从节点。如果在down-after-milliseconds毫秒内，Sentinel 没有收到目标节点 的有效回复，则会判定该节点 为 主观下线; - 客观下线： 客观下线 只适用于
主节点。如果 主节点 出现故障，Sentinel 节点会通过sentinel is-master-down-by-addr命令，向其它 Sentinel 节点询问对该节点的 状态判断。如果超过<quorum> 个数的节点判定主节点 不可达，则该 Sentinel 节点会判断主节点 为 客观下线。
5、Sentinel的通信命令
Sentinel 节点连接一个 Redis 实例的时候，会创建 cmd和 pub/sub两个 连接。Sentinel 通过 cmd 连接给 Redis 发送命令，通过 pub/sub 连接到 Redis 实例上的其他 Sentinel 实例。
Sentinel与Redis主节点和从节点交互的命令
| 命令 | 作 用 |
|---|---|
| PING | Sentinel 向 Redis 节点发送 PING 命令，检查节点的状态 |
| INFO | Sentinel 向 Redis 节点发送 INFO 命令，获取它的 从节点信息 |
| PUBLISH | Sentinel 向其监控的 Redis 节点 sentinel:hello 这个 channel 发布 自己的信息 及 主节点 相关的配置 |
| SUBSCRIBE | Sentinel 通过订阅 Redis 主节点 和 从节点 的 sentinel:hello 这个 channnel，获取正在监控相同服务的其他 Sentinel 节点 |
Sentinel 与 Sentinel 交互的命令
| 命令 | 作 用 |
|---|---|
| PING | Sentinel 向其他 Sentinel 节点发送 PING 命令，检查节点的状态 |
| SENTINEL:is-master-down-by-addr | 和其他 Sentinel 协商 主节点 的状态，如果 主节点 处于 SDOWN 状态，则投票自动选出新的 主节点 |
6、Redis Sentinel的工作原理
每个 Sentinel 节点都需要 定期执行 以下任务
每个 Sentinel 以 每秒钟 一次的频率，向它所知的 主服务器、从服务器 以及其他 Sentinel 实例 发送一个 PING 命令。
如果一个 实例（instance）距离 最后一次 有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 所指定的值，那么这个实例会被 Sentinel 标记为 主观下线。
如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，那么正在监视这个主服务器的所有 Sentinel 节点，要以每秒一次的频率确认主服务器的确进入了主观下线状态。
如果一个 主服务器 被标记为 主观下线，并且有足够数量的 Sentinel（至少要达到 配置文件 指定的数量）在指定的 时间范围内同意这一判断，那么这个 主服务器 被标记为 客观下线。
在一般情况下， 每个 Sentinel 会以每 10 秒一次的频率，向它已知的所有 主服务器 和 从服务器发送INFO 命令。当一个 主服务器 被 Sentinel 标记为 客观下线 时，Sentinel 向下线主服务器 的所有从服务器 发送 INFO 命令的频率，会从 10 秒一次改为 每秒一次。
Sentinel 和其他 Sentinel 协商 主节点 的状态，如果 主节点 处于 SDOWN 状态，则投票自动选出新的 主节点。将剩余的从节点指向新的主节点进行数据复制。
当没有足够数量的 Sentinel 同意主服务器下线时，主服务器的客观下线状态就会被移除。当主服务器重新向Sentinel 的PING命令返回有效回复时，主服务器的主观下线状态就会被移除。
注意：一个有效的 PING 回复可以是：+PONG、-LOADING 或者 -MASTERDOWN。如果 服务器 返回除以上三种回复之外的其他回复，又或者在 指定时间 内没有回复 PING 命令， 那么 Sentinel 认为服务器返回的回复 无效（non-valid）。
二、Redis Sentinel搭建
1、Redis Sentinel 部署须知
- 一个稳健的 Redis Sentinel 集群，应该使用至少
三个 Sentinel 实例，并且保证讲这些实例放到 不同的机器 上，甚至不同的 物理区域 - Sentinel 无法保证
强一致性。 - 常见的 客户端应用库
都支持 Sentinel。 - Sentinel 需要通过不断的
测试和观察，才能保证高可用。
2、Redis Sentinel 节点规划
| 服务类型 | 主从复制 | IP | Port |
|---|---|---|---|
| Redis | Master | 192.168.182.11 | 16379 |
| Redis | slave - 1 | 192.168.182.11 | 26379 |
| Redis | slave - 2 | 192.168.182.11 | 36379 |
| Sentinel | - | 192.168.182.11 | 16380 |
| Sentinel | - | 192.168.182.11 | 26380 |
| Sentinel | - | 192.168.182.11 | 36380 |
3、Redis-Server （主从复制）配置部署
- 分别在
/usr/local/bin/sentinel目录下创建sentinel-1**、sentinel-2、sentinel-3 文件夹**
[root@localhost sentinel]# mkdir sentinel-1 sentinel-2 sentinel-3
[root@localhost sentinel]# ls
sentinel-1 sentinel-2 sentinel-3
- 将
redis.conf配置文件分别拷贝至sentinel-1**、sentinel-2、sentinel-3 文件夹下**
[root@localhost bin]# cp redis.conf sentinel/sentinel-1
[root@localhost bin]# cp redis.conf sentinel/sentinel-2
[root@localhost bin]# cp redis.conf sentinel/sentinel-3
分别修改三份配置文件如下：
PS：配置文件务必要按顺序修改，否则会报错无法识别master
- 主节点：redis-16379
daemonize yes
pidfile /var/run/redis-16379.pid
logfile /var/log/redis/redis-16379.log
port 16379
bind 0.0.0.0
timeout 300
databases 16
dbfilename dump-16379.db
dir ./redis-workdir
masterauth 123456
requirepass 123456
- 从节点1：redis-26379
daemonize yes
pidfile /var/run/redis-26379.pid
logfile /var/log/redis/redis-26379.log
port 26379
bind 0.0.0.0
timeout 300
databases 16
dbfilename dump-26379.db
dir ./redis-workdir
masterauth 123456
requirepass 123456
slaveof 127.0.0.1 16379
- 从节点2：redis-36379
daemonize yes
pidfile /var/run/redis-36379.pid
logfile /var/log/redis/redis-36379.log
port 36379
bind 0.0.0.0
timeout 300
databases 16
dbfilename dump-36379.db
dir ./redis-workdir
masterauth 123456
requirepass 123456
slaveof 127.0.0.1 16379
PS：如果要做自动故障转移，建议所有的 redis.conf 都设置 masterauth。因为自动故障只会重写主从关系，即slaveof，不会自动写入 masterauth。如果 Redis 原本没有设置密码，则可以忽略。
Redis-Server启动验证
- 按顺序分别启动
redis-1、redis-2、redis-3节点
[root@localhost bin]# redis-server sentinel/sentinel-1/redis.conf
[root@localhost bin]# redis-server sentinel/sentinel-2/redis.conf
[root@localhost bin]# redis-server sentinel/sentinel-3/redis.conf
- 查看启动进程
root 80625 1 0 15:24 ? 00:00:17 redis-server 0.0.0.0:36379
root 80631 1 0 15:24 ? 00:00:16 redis-server 0.0.0.0:26379
root 82108 1 0 17:22 ? 00:00:01 redis-server 0.0.0.0:16379
- 向
主节点redis-16379写入数据，查看从节点1：redis-26379、从节点2：redis-36379是否同步数据
127.0.0.1:16379> set mykeys redis
OK
127.0.0.1:26379> keys *
1) "mykey"
127.0.0.1:36379> keys *
1) "mykey"
主从节点数据已同步，主从复制搭建部署完成
三、Sentinel（哨兵）配置部署
- 将
sentinel.conf配置文件分别拷贝至sentinel-1**、sentinel-2、sentinel-3 文件夹下**
[root@localhost bin]# cp sentinel.conf sentinel/sentinel-1/
[root@localhost bin]# cp sentinel.conf sentinel/sentinel-2/
[root@localhost bin]# cp sentinel.conf sentinel/sentinel-3/
分别修改三份配置文件如下：
PS：配置文件务必要按顺序修改，否则会报错无法识别master
- 节点1：sentinel-16380
protected-mode no
bind 0.0.0.0
port 16380
daemonize yes
sentinel monitor master 127.0.0.1 16379 2
sentinel down-after-milliseconds master 5000
sentinel failover-timeout master 180000
sentinel parallel-syncs master 1
sentinel auth-pass master 123456
logfile /var/log/redis/sentinel-16380.log
- 节点2：sentinel-26380
protected-mode no
bind 0.0.0.0
port 26380
daemonize yes
sentinel monitor master 127.0.0.1 16379 2
sentinel down-after-milliseconds master 5000
sentinel failover-timeout master 180000
sentinel parallel-syncs master 1
sentinel auth-pass master 123456
logfile /var/log/redis/sentinel-26380.log
- 节点3：sentinel-36380
protected-mode no
bind 0.0.0.0
port 36380
daemonize yes
sentinel monitor master 127.0.0.1 16379 2
sentinel down-after-milliseconds master 5000
sentinel failover-timeout master 180000
sentinel parallel-syncs master 1
sentinel auth-pass master 123456
logfile /var/log/redis/sentinel-36380.log
Sentinel启动验证
- 按顺序分别启动
16380，26380和36380三个Sentinel 节点，启动命令和启动日志如下：
[root@localhost bin]# redis-server sentinel/sentinel-1/sentinel.conf --sentinel
[root@localhost bin]# redis-server sentinel/sentinel-2/sentinel.conf --sentinel
[root@localhost bin]# redis-server sentinel/sentinel-3/sentinel.conf --sentinel
- 查看 Sentinel 的启动进程：
[root@localhost bin]# ps -ef | grep redis
root 80625 1 0 15:24 ? 00:00:18 redis-server 0.0.0.0:36379
root 80631 1 0 15:24 ? 00:00:17 redis-server 0.0.0.0:26379
root 82108 1 0 17:22 ? 00:00:04 redis-server 0.0.0.0:16379
root 82573 1 0 17:51 ? 00:00:00 redis-server 0.0.0.0:16380 [sentinel]
root 82595 1 0 17:52 ? 00:00:00 redis-server 0.0.0.0:26380 [sentinel]
root 82617 1 0 17:53 ? 00:00:00 redis-server 0.0.0.0:36380 [sentinel]
查看 Sentinel 的启动日志：
- 节点 sentinel-16380
[root@localhost sentinel-1]# cat sentinel.log
8166:X 12 Jan 2020 18:42:45.941 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
8166:X 12 Jan 2020 18:42:45.941 # Redis version=5.0.4, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=8166, just started
8166:X 12 Jan 2020 18:42:45.941 # Configuration loaded
8167:X 12 Jan 2020 18:42:45.956 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024).
8167:X 12 Jan 2020 18:42:45.957 * Running mode=sentinel, port=16380.
8167:X 12 Jan 2020 18:42:45.957 # Sentinel ID is ddf49c992bceba4fe13eb213bd72aa7db9ff101b
8167:X 12 Jan 2020 18:42:45.957 # +monitor master master 127.0.0.1 16379 quorum 2
8167:X 12 Jan 2020 18:42:48.970 # +sdown master master 127.0.0.1 16379
sentinel-16380 节点的 Sentinel ID 为 ddf49c992bceba4fe13eb213bd72aa7db9ff101b，并通过 Sentinel ID 把自身加入 sentinel 集群中。
- 节点 sentinel-26380
[root@localhost sentinel-2]# cat sentinel.log
8180:X 12 Jan 2020 18:42:58.483 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
8180:X 12 Jan 2020 18:42:58.483 # Redis version=5.0.4, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=8180, just started
8180:X 12 Jan 2020 18:42:58.483 # Configuration loaded
8181:X 12 Jan 2020 18:42:58.496 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024).
8181:X 12 Jan 2020 18:42:58.496 * Running mode=sentinel, port=26380.
8181:X 12 Jan 2020 18:42:58.496 # Sentinel ID is ddf49c992bceba4fe13eb213bd72aa7db9ff101b
8181:X 12 Jan 2020 18:42:58.496 # +monitor master master 127.0.0.1 16379 quorum 2
8181:X 12 Jan 2020 18:42:58.499 * +slave slave 127.0.0.1:26379 127.0.0.1 26379 @ master 127.0.0.1 16379
8181:X 12 Jan 2020 18:42:58.500 * +slave slave 127.0.0.1:36379 127.0.0.1 36379 @ master 127.0.0.1 16379
可以注意到，sentinel-26380.conf 刷新写入了 Redis 主节点关联的所有 从节点 redis-26379 和 redis-36379，同时写入了其余两个 Sentinel 节点 sentinel-36380 和 sentinel-16380 的 IP 地址，端口号 和 Sentinel ID。
四、哨兵故障切换
Redis Sentinel故障切换
- kill 杀掉主节点：redis-16379 的进程
[root@localhost sentinel-1]# kill 8757
- 查看日志（
此时主节点已经切换至redis-36379）
......
8801:X 12 Jan 2020 19:17:47.631 * +slave slave 127.0.0.1:26379 127.0.0.1 26379 @ master 127.0.0.1 36379
8801:X 12 Jan 2020 19:17:47.631 * +slave slave 127.0.0.1:16379 127.0.0.1 16379 @ master 127.0.0.1 36379
8801:X 12 Jan 2020 19:17:50.668 # +sdown slave 127.0.0.1:16379 127.0.0.1 16379 @ master 127.0.0.1 36379
......
127.0.0.1:26380> sentinel master master
1) "name"
2) "master"
3) "ip"
4) "127.0.0.1"
5) "port"
6) "36379"
7) "runid"
8) "15ea078acd8471bf2072a68c1c3f3fc570cb5cca"
9) "flags"
10) "master"
127.0.0.1:16380> info sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=master,status=oup,address=127.0.0.1:36379,slaves=2,sentinels=3
学习至：Redis哨兵模式与高可用集群
