Redis数据库③主从复制+哨兵模式+集群模式

一.Redis主从复制

1.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；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。

2.作用

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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.流程

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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.搭建

（1）环境配置/安装包

主机	操作系统	IP地址	软件 / 安装包 / 工具
Master	CentOS7	192.168.227.100	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.227.101	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.227.102	redis-5.0.7.tar.gz

（2）安装Redis（所有主机）

systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
yum install -y gcc gcc-c++ make
 
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
 
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，下一步需要手动输入
 
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server    
 
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

（3）修改Master节点Redis配置文件（192.168.227.100）

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0            #70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段
daemonize yes           #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log   #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379       #264行，指定工作目录
appendonly yes            #700行，开启AOF持久化功能
 
/etc/init.d/redis_6379 restart

（4）修改Slave节点Redis配置文件（192.168.227.101）、（192.168.227.102）

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0            #70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡
daemonize yes           #137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log   #172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379       #264行，指定工作目录
replicaof 192.168.227.100 6379   #288行，指定要同步的Master节点IP和端口
appendonly yes            #700行，开启AOF持久化功能
 
/etc/init.d/redis_6379 restart

（5）验证主从效果

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
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.223.9,port=6379,state=online,offset=224,lag=0
slave1:ip=192.168.223.11,port=6379,state=online,offset=224,lag=0

二.Redis哨兵模式

1.定义

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.作用

（1）监控：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。

（2）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。

（3）通知（提醒）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

3.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。

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。

4.搭建

（1）环境配置

基于主从复制已搭建完成

主机	操作系统	IP地址	软件 / 安装包 / 工具
Master	CentOS7	192.168.223.10	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.223.9	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.223.11	redis-5.0.7.tar.gz

（2）修改Redis 配置文件（所有节点操作）

systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
protected-mode no               #17行，关闭保护模式
port 26379                    #21行，Redis哨兵默认的监听端口
daemonize yes                 #26行，指定sentinel为后台启动
logfile "/var/log/sentinel.log"         #36行，指定日志存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"           #65行，指定数据库存放路径
sentinel monitor mymaster 192.168.227.100 6379 2 #84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.227.100:6379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 down-after-milliseconds mymaster 30000 #113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000   #146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）

（3）启动哨兵模式

先启master，再启slave

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意！先启动主服务器，再启动从服务器

（4）故障模拟

查看redis-server进程号

ps aux | grep redis

root      52206  0.2  0.2 162548  9712 ?        Ssl  13:31   0:13 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      53090  0.6  0.1 153844  7572 ?        Ssl  14:59   0:01 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root      53141  0.0  0.0 112676   980 pts/3    S+   15:02   0:00 grep --color=auto redis
[1]+  完成                  redis-sentinel sentinel.conf