【数据库】redis主从复制、哨兵模式、集群高可用

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前言

本博客内容仅为记录博主思路，仅供参考，一切以自己实践结果为准。

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一、工作原理

• slave服务器向master服务器发送请求连接命令
• master节点进行rdb持久化，同时of将新的修改命令缓存到数据文件中
• master给slave服务器发送数据文件，slave将数据保存到磁盘，加载到内存执行
• 注：slave节点故障后，只需要重新连接即可

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二、主从复制的作用

• 数据冗余：实现数据热备份、提供数据冗余功能
• 故障切换：主节点故障，从节点变为主节点提供服务（缺点需要手动切换，哨兵/集群可解决该缺点）
• 哨兵模式：实现故障自动切换
• 集群高可用：实现读写分离，分摊服务器压力，且故障自动切换

三、主从安装流程

3.0 架构

作用	IP地址	安装服务
主服务器	192.168.13.10	redis
从服务器	192.168.13.20	redis

3.1 主服务器

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum install gcc gcc-c++ make -y
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz

cd redis-5.0.7/
make -j 2 && make PREFIX=/usr/local/redis install

cd utils/
./install_server.sh
	四次回车后。输入：/usr/local/redis/bin/redis-server回车

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
vim /etc/redis/6379.conf
	70行：bind 192.168.13.10
	137行：daemonize yes
	172行：logfile /var/log/redis_6379.log
	264行：dir /var/lib/redis/6379
	700行：appendonly yes

/etc/init.d/redis_6379 restart

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3.2 从服务器

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum install gcc gcc-c++ make -y
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz

cd redis-5.0.7/
make -j 2 && make PREFIX=/usr/local/redis install

cd utils/
./install_server.sh
	四次回车后。输入：/usr/local/redis/bin/redis-server回车

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
vim /etc/redis/6379.conf
	70行：bind 192.168.13.10
	137行：daemonize yes
	172行：logfile /var/log/redis_6379.log
	264行：dir /var/lib/redis/6379
	700行：appendonly yes
	287行：replicaof 192.168.13.10 6379

/etc/init.d/redis_6379 restart
#另外一台从服务器重复此操作即可

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四、哨兵模式

4.1 构成

• 哨兵节点：端口号：26379；作用：监控、故障转移、通知用户故障转移
• 数据节点：端口号：6379；为客户端提供服务

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4.2 优劣

• 优势：主故障时会自动进行故障切换
• 劣势：①写操作无法进行负载均衡；②存储能力受单机性能影响；③从节点故障无法自动故障切换

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4.3 原理

• 哨兵节点定期监控主/从/其他哨兵节点（每秒发送心跳ping命令向其他主/从/哨兵进行心跳检查）
• 根据心跳命令的返回码进行主观判断（宕机：主观下线），超过指定数量或者半数认为主服务器主观下线时，则判定主节点为客观下线
• 哨兵节点通过raft算法，选出一个leader哨兵，用于负责故障转移
• 缺陷：从/哨兵节点故障，无法自动进行故障切换

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4.4 故障转移优先规则

• 首先过滤掉不健康的从节点
• 选择配置文件中，故障转移优先级高的从节点
• 其次选择数据复制最全的从节点
• 判定条件：优先级、数据完整性

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4.5 搭建哨兵模式

• 以主从复制为基础

4.5.1 架构

作用	IP地址	安装服务
主服务器	192.168.13.10	redis
从服务器1	192.168.13.20	redis
从服务器2	192.168.13.30	redis

4.5.2 流程

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
	17行：protected-mode no
	21行：port 26379
	26行：daemonize yes
	31行：pidfile /var/run/redis-sentinel.pid
	36行：logfile "/var/log/sentinel.log"
	65行：dir "/var/lib/redis/6379"
	84行：sentinel monitor mymaster 192.168.13.10 6379 2
	113行：sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
	146行：sentinel failover-timeout mymaster 180000

scp sentinel.conf 192.168.13.20:`pwd`
scp sentinel.conf 192.168.13.30:`pwd`

cd /opt/redis-5.0.7
redis-sentinel sentinel.conf &

#在另外两台从服务器启动哨兵服务，完成哨兵模式

redis-cli -p 26379 info sentinel
#查看哨兵模式是否搭建成功，如下为成功
	master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.13.10:6379,slaves=2,sentinels=3

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五、集群搭建

5.1 作用

• 核心功能：将数据进行分片存储
• 其余功能：突破redis单机内存限制，故障自动切换，横向扩展服务器能力

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5.2 数据分片原理

• 引用哈希槽概念，每组节点负责一部分哈希槽
• 对每组数据的key键通过crc16算法得出一个数字，决定对应的哈希槽
• 哈希槽总数：16384

5.3 集群模式搭建

• 以主从复制为基础
• 由于电脑性能有限，因此在一台服务器上模拟运行6个redis服务

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

yum install gcc gcc-c++ make -y
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz

cd redis-5.0.7/
make -j 2 && make PREFIX=/usr/local/redis install

cd utils/
./install_server.sh
	四次回车后。输入：/usr/local/redis/bin/redis-server回车

ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

/etc/init.d/redis_6379 restart

mkdir -p /etc/redis/redis-cluster/redis600{1..6}

for i in {1..6};do
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done

vim /etc/redis/redis-cluster/redis6001/redis.conf
	69行：#bind 127.0.0.1
	88行：protected-mode no
	92行：port 6001
	832行：cluster-enabled yes
	840行：cluster-config-file nodes-6001.conf
	846行：cluster-node-timeout 15000
	699行：appendonly yes

for i in {2..6};do
\cp -f /etc/redis/redis-cluster/redis6001/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/
done

for i in {2..6};do
sed -i "92c port 600$i" /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/redis.conf
sed -i "840c cluster-config-file nodes-600${i}.conf" /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/redis.conf
done

for i in {1..6};do
cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
./redis-server redis.conf
done

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1
	yes
#集群搭建完毕

• 集群测试
  

六、思维导图

七、结语

• 易错点：无，细心点就行，没啥难度