Redis的主从复制、哨兵模式、集群，概述及部署

一、Redis主从复制

1.1.Redis主从复制的概念

1.2.Redis主从复制的作用

1.3. Redis主从复制的流程

1.4.Redis主从复制的搭建

1.4.1.修改Master节点

1.4.2. 修改Slave节点Redis配置文件

1.4.3.验证主从效果

二、Redis 哨兵模式

2.1 哨兵模式的原理

2.2 哨兵模式的作用

2.3 哨兵模式的结构

2.4 哨兵模式的搭建

2.4.1 环境配置

2.4.2 修改 Redis 配置文件

2.4.3 启动哨兵模式

2.4.4.哨兵节点查看哨兵消息

2.4.5.故障模拟

2.4.6.验证结果

2.4.7.故障恢复

三、Redis 群集模式

3.1.集群的作用，可以归纳为两点

3.1.1.数据分区

3.1.2.高可用

3.2.Redis集群的数据分片

以3个节点组成的集群为例

3.3.搭建Redis 群集模式

3.3.1.初始化环境每台主机安装redis

3.2开启集群功能

3.3.启动redis节点

3.4.启动集群

3.5测试群集

四、总结

4.1.主从复制总结

4.2.哨兵机制

4.3.redis cluster 集群

一、Redis主从复制

1.1.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；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。

1.2.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。

1.3. Redis主从复制的流程

主从复制的过程 /原理
1、从————>主发送sync同步数据请求

2主redis 会fork一个子进程，然后会产生RDB文件(完全备份的文件)的过程
2.1 客户端还在持续的写入redis

3、rdb文件持久化完成后，主redis会将RDB文件和缓存起来的命令推送给我们的从服务器

4、复制、推送完后，主reids 会持续的同步操作命令————>利用AOF(增备)持久化功能

5、-台redis 接入主从复制之前，会持续利用在下一AOF的方式同步数据给从服务器

1.4.Redis主从复制的搭建

主机	操作系统	IP地址	软件 / 安装包 / 工具
Master	CentOS7	192.168.190.103	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.190.104	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.190.105	redis-5.0.7.tar.gz

systemctl stop firewalld
setenforce 0yum install -y gcc gcc-c++ maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis installcd /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/

1.4.1.修改Master节点

192.168.190.103

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

1.4.2. 修改Slave节点Redis配置文件

192.168.104 192.168.190.105

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 192.168.190.103 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

1.4.3.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

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

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

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。

2.4 哨兵模式的搭建

2.4.1 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	192.168.190.103	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.190.104	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.190.105	redis-5.0.7.tar.gz

2.4.2 修改 Redis 配置文件

三个一起修改

systemctl stop firewalld
setenforce 0vim /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 192.168.223.10 6379 2 #84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.223.10:6379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）

2.4.3 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

2.4.4.哨兵节点查看哨兵消息


redis-cli -p 26379 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=mymaster,status=ok,address=192.168.190.103:6379,slaves=2,sentinels=3
[1]+  完成                  redis-sentinel sentinel.conf

2.4.5.故障模拟

#在master节点查看redis-server进程号
ps -ef | grep redis#杀死master节点redis-server进程
kill -9 21981

2.4.6.验证结果

tail -f /var/log/sentinel.log

2.4.7.故障恢复

#主节点
rm -rf /var/run/redis_6379.pid  #删除pid文件如果pid文件不删除则服务起不来
/etc/init.d/redis_6379 start  #启动服务
netstat -natp |grep 6379  
#主服务器查看
redis-cli info replication

三、Redis 群集模式

集群，即Redis Cluster，是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。

集群由多个节点(Node)组成，Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点：只有主节点负责读写请求和集群信息的维护；从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。

3.1.集群的作用，可以归纳为两点

3.1.1.数据分区

数据分区（或称数据分片）是集群最核心的功能。

集群将数据分散到多个节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。
Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。

3.1.2.高可用

集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似）；当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。

3.2.Redis集群的数据分片

Redis集群引入了哈希槽的概念
Redis集群有16384个哈希槽（编号0-16383）
集群的每个节点负责一部分哈希槽
每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作

以3个节点组成的集群为例

节点A包含0到5460号哈希槽
节点B包含5461到10922号哈希槽
节点c包含10923到16383号哈希槽

3.3.搭建Redis 群集模式

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这里所有节点在6台服务器上模拟：

以IP及端口号进行区分：3个主节点端口号：7001、7003、7005，对应的从节点端口号：7002、7004、7006。

服务器类型	系统和IP地址	需要安装的组件
master1	192.168.52.140	redis-5.0.7.tar.gz
master2	192.168.52.130	redis-5.0.7.tar.gz
master3	192.168.52.120	redis-5.0.7.tar.gz
slave1	192.168.52.110	redis-5.0.7.tar.gz
slave2	192.168.52.100	redis-5.0.7.tar.gz
slave3	192.168.52.200	redis-5.0.7.tar.gz

3.3.1.初始化环境每台主机安装redis

关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#安装依赖环境
yum install -y gcc gcc-c++ make#解压文件到指定文件夹 opt
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
#安装
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
#执行软件包提供的install_server.sh 脚本文件，设置Redis服务所需要的相关配置文件
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
……
慢慢回车
Please select the redis executable path []
手动输入
/usr/local/redis/bin/redis-server#创建软链接
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin//etc/init.d/redis_6379 stop				#停止
/etc/init.d/redis_6379 start			#启动
/etc/init.d/redis_6379 restart			#重启
/etc/init.d/redis_6379 status	#重启redis服务
/etc/init.d/redis_6379 restart

3.2开启集群功能

修改任意一台服务器配置文件

vim /opt/redis-5.0.7/redis.confbind 192.168.52.140                       #69行，注释掉bind项，改为自己
protected-mode no                         #88行，修改，关闭保护模式
port 6379                                 #92行redis默认监听端口，
daemonize yes                             #136行，开启守护进程，以独立进程启动
appendonly yes                            #700行，修改，开启AOF持久化
cluster-enabled yes                       #832行，取消注释，开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf       #840行，取消注释，群集名称文件设置
cluster-node-timeout 15000                #846行，取消注释群集超时时间设置#远程传输完要修改监听地址为自己
scp /opt/redis-5.0.7/redis.conf 192.168.52.130:/opt/redis-5.0.7/
scp /opt/redis-5.0.7/redis.conf 192.168.52.120:/opt/redis-5.0.7/
scp /opt/redis-5.0.7/redis.conf 192.168.52.110:/opt/redis-5.0.7/
scp /opt/redis-5.0.7/redis.conf 192.168.52.100:/opt/redis-5.0.7/
scp /opt/redis-5.0.7/redis.conf 192.168.52.200:/opt/redis-5.0.7/

修改其他节点给服务器配置文件监控地址

3.3.启动redis节点

所有节点执行

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-server redis.conf   #启动redis节点

3.4.启动集群

任一一个节点启动

redis-cli --cluster create 192.168.52.140:6379 192.168.52.130:6379 192.168.52.120:6379 192.168.52.110:6379 192.168.52.100:6379 192.168.52.200:6379 --cluster-replicas 1
#六个示例分为三组，每组一主一从，前面的做主节点后面的做从节点下面交互的时候需要输入yes才可以创建 --replicas 1表示每个主节点有一个从节点

3.5测试群集

redis-cli -h 192.168.52.140 -p 6379 -c           #加-c参数，节点之间可以互相跳转
192.168.239.10:6379> cluster slots               #查看节点哈希槽编号范围
1) 1) (integer) 54612) (integer) 10922                            #哈希槽编号范围3) 1) "192.168.52.140"  2) (integer) 6379                          #主节点ip和端口3) "093fd0ff72272a5b3c91b01fbcc106184971b818"4) 1) "192.168.52.100" 2) (integer) 6379                          #从节点ip和端口3) "97b3832b9be3df6455f3ba34269a92ee07bd46e3"
2) 1) (integer) 02) (integer) 54603) 1) "192.168.52.130"2) (integer) 63793) "03523dfb1c9efd1da17f9380e94276c171ef2041"4) 1) "192.168.52.110"2) (integer) 63793) "33bb54b95acfcb61960317f3eaaf19f74fd5cafa"
3) 1) (integer) 109232) (integer) 163833) 1) "192.168.52.120"2) (integer) 63793) "a0515c00438a99c928e16bd0ec704013e74cc2e7"4) 1) "192.168.52.200"2) (integer) 63793) "efbb3e371167be32d67462e496ba538ee94fad07"