一、Redis主从复制

1.概念

2.作用

2.1 数据冗余

2.2 故障恢复

2.3 负载均衡

2.4 高可用

3.缺点

4.流程

4.1 第一步

4.2 第二步

4.3 第三步

4.4 第四步

5.搭建

5.1 主

5.2 从

6.验证

二、Reids哨兵模式

1.概念

2.作用

2.1 监控

2.2 自动故障转移

2.3 通知（提醒）

3.缺点

4.结构

4.1 哨兵节点

4.2 数据节点

5.搭建

6.验证

三、Redis集群

1.概述

2.原理

3.架构细节

3.1 细节一

3.2 细节二

3.3 细节三

3.4 细节四

4.选举过程

5.搭建

5.1 基础搭建

5.2 分别修改配置文件中

5.3 启动服务

5.4 构建集群

5.4.1 将其他节点加入集群

5.4.2 分配slot

5.4.3 建立主从关系

5.5 查看命令

5.6 重置集群命令

一、Redis主从复制

1.概念

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。

2.作用

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 高可用

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.缺点

故障恢复无法自动化
写操作无法负载均衡
存储能力受到单机的限制

4.流程

4.1 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。

4.2 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。

4.3 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。

4.4 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。

5.搭建

5.1 主

修改配置文件
   bind 0.0.0.0
   port 6379
   protected-mode = no
   daemonize = yes

5.2 从

修改配置文件
   bind 0.0.0.0
   port 6380
   protected-mode = no
   daemonize = yes
   slaveof 192.168.115.160 6379

6.验证

使用redis-cli命令行登录redis服务器，输入role指令查看状态
在master节点上，录入数据，在slave节点上查看到对应数据即可

二、Reids哨兵模式

1.概念

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。

注：依托于主从模式

2.作用

2.1 监控

哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。

2.2 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。

2.3 通知（提醒）

哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

3.缺点

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。

4.结构

4.1 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。

4.2 数据节点

主节点和从节点都是数据节点。

5.搭建

vim /etc/redis-sentinel.conf

        bind 0.0.0.0
        port 26379                        Redis哨兵默认的监听端口
        protected-mode no 关闭保护模式
        daemonize yes
        sentinel monitor mymaster 主IP 6379 2
        修改指定该哨兵节点监控ip: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        判定服务器down掉的时间周期，默认 30000毫秒

        sentinel failover-timeout mymaster 180000        故障节点的最大超时时间为180000毫秒

指定日志存放路径
logfile "/var/log/sentinel.log"

指定数据库存放路径
dir "/var/lib/redis"

6.验证

停止master后，slave会通过选举产生新的master
哨兵配置文件会自动修改监听的master节点地址为新的master节点地址

三、Redis集群

1.概述

Redis3.0版本以上开始支持cluster，采用的是hashslot（hash槽），可以将多个Redis实例整合在一起，形成一个群集，也就是将数据分散到群集的多台机器上。

2.原理

Redis Cluster是一个无中心的结构，每个节点都保存数据和整个群集的状态。每个节点都会保存其他节点的信息，知道其他节点所负责的槽，并且会与其他节点定时发送心跳信息，能够及时感知群集中异常的节点。

3.架构细节

3.1 细节一

所有的redis节点彼此互联（PING-PONG机制），内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。

3.2 细节二

节点的失效（fail）在群集中超过半数的主（master）节点检测失效时才生效。

3.3 细节三

客户端与 redis 节点直连，不需要中间代理（proxy）层，客户端不需要连接群集所有节点，连接群集中任何一个可用节点即可。

3.4 细节四

redis-cluster 把所有的物理节点映射到【0-16383】slot 上，cluster 负责维护 node<->slot<->key。

4.选举过程

选举过程是群集中所有master参与，如果半数以上master节点与当前 master 节点通信超时（cluster—node—timeout），认为当前 master 节点挂掉。以下两种情况为整个群集不可用（cluster_state：fail），当群集不可用时，所有对群集的操作都不可用，收到(（error）CLUSTEFDOWN The cluster is down）错误。
如果群集任意 master挂掉，且当前 master 没有 slave，则群集进入 fail状态，也可以理解成群集的slot映射【0 ~16383】不完整时进入fail状态。
如果群集中超过半数的master挂掉，无论是否有slave，群集都进入 fail状态。
默认情况下，每个群集的节点都使用两个TCP端口.一个是6379，一个是16379；6379服务于客户端的连接，16379 用于群集总线，即使用二进制协议的节点到节点通信通道。节点使用群集总线进行故障检测、配置更新、故障转移授权等。如果开启了防火墙，需要开放这两个端口。

5.搭建

5.1 基础搭建

mkdir /etc/redis
mv /etc/redis.conf /etc/redis/6379.conf
cd /etc/redis
for i in {0..4};do cp ./6379.conf ./638${i}.conf;done
for i in {0..4};do sed -i "s/port 6379/port 638${i}/" ./638${i}.conf;done
sed -i "s/dir \/var\/lib\/redis/dir \/var\/lib\/redis\/6379/" ./6379.conf
for i in {0..4};do sed -i "s/dir \"\/var\/lib\/redis\/6379\"/dir \"\/var\/lib\/redis\/638${i}\"/" ./638${i}.conf;done
cd /var/lib/redis
mkdir 6379 638{0..4}

5.2 分别修改配置文件

port
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-【6379~6384】.conf
cluster-node-timeout 15000

5.3 启动服务

for((i=6379;i<=6384;i++));do redis-server /etc/redis/${i}.conf;done

5.4 构建集群

5.4.1 将其他节点加入集群

CLUSTER MEET 192.168.42.138 6380
CLUSTER MEET 192.168.42.138 6381
CLUSTER MEET 192.168.42.138 6382
CLUSTER MEET 192.168.42.138 6383
CLUSTER MEET 192.168.42.138 6384

注：只此步骤在某数据库内部执行

5.4.2 分配slot

redis-cli -h 192.168.42.138 -p 6379 cluster addslots {0..5461}
redis-cli -h 192.168.42.138 -p 6381 cluster addslots {5462..10922}
redis-cli -h 192.168.42.138 -p 6383 cluster addslots {10923..16383}

5.4.3 建立主从关系

redis-cli -h 192.168.42.138 -p 6380 cluster replicate
redis-cli -h 192.168.42.138 -p 6382 cluster replicate

redis-cli -h 192.168.42.138 -p 6384 cluster replicate