Redis 主从复制、哨兵模式、Cluster集群

目录

一、Redis 主从复制

1、主从复制介绍

2、主从复制的作用

3、主从复制流程: 

4、搭建redis主从复制

4.1所有服务器搭建redis数据库

 4.2修改Redis配置文件(Master节点操作)

​4.3修改Redis配置文件(slave节点操作)

4.4验证主从效果 

二、Redis哨兵模式 

1、哨兵模式的作用

2、哨兵结构由两部分组成,哨兵节点和数据节点 

3、故障转移机制 

4、主节点的选举 

5、搭建redis哨兵模式 

5.1所有哨兵服务器安装好redis服务

5.2master和slave部署Redis主从复制

5.3修改哨兵节点的配置文件sentinel.conf(所有哨兵节点操作)

5.4启动哨兵模式 

5.5在哨兵节点查看哨兵消息 

 5.6故障模拟

5.7故障恢复

 

三、Redis 群集模式 

1、集群的作用,可以归纳为两点 

2、Redis集群的数据分片 

3、搭建Redis 群集模式 

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


一、Redis 主从复制

1、主从复制介绍

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、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。

3、主从复制流程: 

(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,Master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redis主从复制

master 192.168.52.140
slave1 192.168.52.130
slave2 192.168.52.120

4.1所有服务器搭建redis数据库

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

关闭防火墙并下载依赖环境 

解压软件包

 编译

安装到指定目录

 执行软件包提供的脚本文件

 做软链接

启动redis服务并查看

 重启服务

 4.2修改Redis配置文件(Master节点操作)

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0      #70行,修改监听地址为0.0.0.0
daemontze yes     #137行,开启守护进程
logfile/var/log/redis_6379.1og   #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

 

 

 4.3修改Redis配置文件(slave节点操作)

vim /etc/redis/6379.conf bind 0.0.0.0         #70行,修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes        #137行,开启守护进程
logfile/var/log/redis 6379.1og    #172行,指定日志文件目录
dir/var/lib/redis/6379            #264行,指定工作目录
replicaof 192.168.52.140 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
netstat -natp | grep redis 

 slave节点配置与master节点类似使用scp命令进行远程传输后进行修改

scp /etc/redis/6379.conf 192.168.92.6:/etc/redis
scp /etc/redis/6379.conf 192.168.92.8:/etc/redis

进入两台slave服务器进行修改 

vim /etc/redis/6379.conf 
replicaof 192.168.52.140 6379#288行,指定要同步的Master节点IP和端口
/etc/init.d/redis_6379 restart
netstat -natp | grep redis 查看主从服务器是否连接

 

 

4.4验证主从效果 

在Master节点上看日志

tail /var/log/redis_6379.log
Replica 192.168.239.20:6379 asks for synchronization
Replica 192.168.239.30:6379 asks for synchronization

在Master节点上验证从节点

redis-cli info replication

 

在master节点上添加数据 从节点查看

 

二、Redis哨兵模式 

主从切换技术的方法是:当服务器宕机后,需要手动一台从机切换为主机,这需要人工干预,不仅费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点,就有了哨兵机制。

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。

1、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,并让其它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、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,台数必须为大于等于3奇数台。
  • 数据节点:主节点和从节点都是数据节点。

3、故障转移机制 

①:由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障
每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息,那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了(单方面的)。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了,这样就客观下线了。

②:当主节点出现故障,此时哨兵节点会通过Raft算法(选举算法)实现选举机制共同选举出一个哨兵节点为leader,来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。

③:由leader哨兵节点执行故障转移,过程如下:

  • 将某一个从节点升级为新的主节点,让其它从节点指向新的主节点;
  • 若原主节点恢复也变成从节点,并指向新的主节点;
  • 通知客户端主节点已经更换。

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、主节点的选举 

  • 过滤掉不健康的(己下线的),没有回复哨兵ping响应的从节点。
  • 选择配置文件中从节点优先级配置最高的。(replica-priority,默认值为100)
  • 选择复制偏移量最大,也就是复制最完整的从节点。

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 

5、搭建redis哨兵模式 

master 192.168.92.7
slave1 192.168.92.6
slave2 192.168.92.8
sentinel-1: 192.168.92.110.
sentinel-2: 192.168.92.100.
sentinel-3: 192.168.92.200.

5.1所有哨兵服务器安装好redis服务

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

5.2master和slave部署Redis主从复制

修改主节点配置文件

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0      #70行,修改监听地址为0.0.0.0
daemontze yes     #137行,开启守护进程
logfile/var/log/redis_6379.1og   #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

修改从节点配置文件

vim /etc/redis/6379.conf bind 0.0.0.0         #70行,修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes        #137行,开启守护进程
logfile/var/log/redis 6379.1og    #172行,指定日志文件目录
dir/var/lib/redis/6379            #264行,指定工作目录
replicaof 192.168.52.140 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
netstat -natp | grep redis 
​

5.3修改哨兵节点的配置文件sentinel.conf(所有哨兵节点操作)

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 192.168.92.7 6379 2 
#84行,修改 指定该哨兵节点监控192.168.92.7:6379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)

 

5.4启动哨兵模式 

先启master主服务器,再启slave1和slave2从服务器

#所有哨兵服务器执行
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &

 

5.5在哨兵节点查看哨兵消息 

查看redis-server进程号

ps aux | grep redis

#哨兵信息详解
sentinel_masters:1
#这表示有一个 Redis 主服务器被 Sentinel 监控管理
sentinel_tilt:0
#这个值表示当前没有倾斜(tilt)事件发生,即系统处于正常状态
sentinel_running_scripts:0
#表示没有正在运行的脚本
sentinel_scripts_queue_length:0
#这表示脚本队列中没有等待执行的脚本
sentinel_simulate_failure_flags:0
#这个参数指示没有设置用于模拟故障的标志
master0:name=mymaster,status=ok,address=172.16.12.10:6379,slaves=2,sentinels=3
#这是关于名为“mymaster”的主 Redis 服务器的详细信息。它显示了主服务器的名称、状态(正常)、地址(IP地址和端口号)、从服务器的数量(2个)以及 Sentinel 实例的数量(3个)

 5.6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

在哨兵节点上验证master是否转换至从服务器

tail -f /var/log/sentinel.log

在哨兵上查看是否转换成功

redis-cli -p 26379 info sentinel

5.7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Redis3.0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。

1、集群的作用,可以归纳为两点 

(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。

(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。

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、搭建Redis 群集模式 

redis的集群一般需要6个节点,3主3从

主机    操作系统    IP:端口    软件/安装包/工具
Master1    CentOS7    192.168.92.7:6001    redis-5.0.7.tar.gz
Slave1    CentOS7    192.168.92.7:6002    redis-5.0.7.tar.gz
Master2    CentOS7    192.168.92.7:6003    redis-5.0.7.tar.gz
Slave2    CentOS7    192.168.92.7:6004    redis-5.0.7.tar.gz
Master3    CentOS7    192.168.92.7:6005    redis-5.0.7.tar.gz
Slave3    CentOS7    192.168.92.7:6006    redis-5.0.7.tar.gz

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 192.168.92.7                       #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 192.168.92.6:/opt/redis-5.0.7/
scp /opt/redis-5.0.7/redis.conf 192.168.92.8:/opt/redis-5.0.7/

 

 

 

 其他5个文件夹的配置文件以此类推修改,注意6个配置文件中的6个端口都要不一样

[root@localhost redis6001]#for i in {2..6}
do
cp /etc/redis/redis-cluster/redis6001/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done
#将修改好的redis6001目录下的文件覆盖掉其他目录下的配置文件,这样只需要修改不同目录对应的不同的端口号和群集名称文件

[root@localhost redis6001]#cd ../redis6002
[root@localhost redis6002]#vim redis.conf
port 6002								#92行,修改,redis监听端口
cluster-config-file nodes-6002.conf		#840行,取消注释,群集名称文件设置[root@localhost redis6002]#cd ../redis6003
[root@localhost redis6003]#vim redis.conf
port 6003								#92行,修改,redis监听端口
cluster-config-file nodes-6003.conf		#840行,取消注释,群集名称文件设置[root@localhost redis6003]#cd ../redis6004
[root@localhost redis6004]#vim redis.conf
port 6004								#92行,修改,redis监听端口
cluster-config-file nodes-6004.conf		#840行,取消注释,群集名称文件设置[root@localhost redis6004]#cd ../redis6005
[root@localhost redis6005]#vim redis.conf
port 6005								#92行,修改,redis监听端口
cluster-config-file nodes-6005.conf		#840行,取消注释,群集名称文件设置[root@localhost redis6005]#cd ../redis6006
[root@localhost redis6006]#vim redis.conf
port 6006								#92行,修改,redis监听端口
cluster-config-file nodes-6006.conf		#840行,取消注释,群集名称文件设置

 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

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不难发现这是一个LIS问题&#xff0c;但是如果直接套用LIS的模版&#xff0c;在数据范围到达 1 e 5 1e5 1e5 的情况下&#xff0c;就只能够得到一半的分数&#xff0c;所以我们需要对其进行优化。 首先给出暴力的代码&#xff1a; #include<iostream> using namespace…

知识管理系统|基于Springboot和vue的知识管理系统设计与实现(源码+数据库+文档)

知识管理 目录 基于Springboot和vue的知识管理系统设计与实现 一、前言 二、系统设计 三、系统功能设计 1、前台&#xff1a; 5.2.2 文章信息 5.3.1 论坛交流 2、后台 用户管理 5.1.2 文章分类 5.2.1 资料分类 四、数据库设计 五、核心代码 六、论文参考 七、最…

2024年上半年WSK-PETS5报名及考试时间公布

4月1日&#xff0c;中国教育考试网发布了2024年上半年全国外语水平考试WSK&#xff08;PETS5&#xff09;的报名及考试通知&#xff0c;为方便关注者&#xff0c;知识人网小编特做全文转载。 国家公派留学人员全国外语水平考试&#xff08;WSK-PETS5&#xff09;成绩作为国家留…

Python零基础从小白打怪升级中~~~~~~~流程控制语句

第三节&#xff1a;Python的流程控制语法 一、Python条件语句的语法 if 条件1:条件1成立执⾏的代码一条件1成⽴执⾏的代码二...... elif 条件2&#xff1a;条件2成立执⾏的代码三条件2成立执⾏的代码四...... ...... else:以上条件都不成⽴&#xff0c;执行的代码五以上条件都…