Redis 单机、主从、哨兵和集群架构详解和搭建

目录

前言

单机部署

检查安装 gcc 环境

下载安装 Redis

启动 Redis

关闭 Redis

配置Redis

主从部署

整体架构图

主从复制配置

重启 Redis

验证

 主从复制的作⽤

主从复制缺点

哨兵部署（Sentinel）

整体架构图

哨兵模式配置

启动哨兵

 验证

哨兵模式的作用

集群部署（Cluster）

整体架构图

 集群模式配置

启动 Redis

创建集群模式

查看集群信息

总结

前言

本教程将演示在 linux 环境下安装 Redis7，给⼤家最简单，最快捷的安装⽅式，其中包括单机部署、主从部署、哨兵部署、集群 部署的安装以及相应的架构介绍。

单机部署

检查安装 gcc 环境 

-- 检查版本
gcc --version
-- 安装 gcc
yum install gcc

下载安装 Redis

-- 创建目录，⽂件归类
mkdir -p /opt/software/redis-- 进⼊redis⽂件夹，使⽤wget下载
cd /opt/software/redis
wget https://download.redis.io/redis-stable.tar.gz-- 解压下载的redis包
tar -xzf redis-stable.tar.gz-- 进⼊redis-stable⽬录，然后使⽤make install 编译并安装，安装完成后 /usr/local/bin 会⽣成相应的服务
cd redis-stable
make install-- 检查是否成功⽣成
ll /usr/local/bin

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 文件介绍:

  • redis-benchmark：性能测试⼯具
  • redis-check-aof：修复有问题的 aof ⽂件
  • redis-check-rdb：修复有问题的rdb⽂件
  • redis-sentinel：Redis集群使⽤
  • redis-server：Redis服务器启动命令
  • redis-cli：客户端，操作⼊⼝

启动 Redis

        在/opt/software/redis/redisstable/src 或者 /usr/local/bin ⽬录下的 redis-server 启动

Redis 服务. 
-- Redis 源码路径下启动
./src/redis-server
-- 使⽤usr/local/bin 路径下启动（该⽬录下或者不在该目录下也可以启动）
redis-server

关闭 Redis

-- 退出 redis客户端
quit
或
ctrl + c-- 关闭 redis
redis-cli shutdown

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配置Redis

前⾯的启动⽅式⽆法再后台运⾏，退出之后直接关闭了 Redis 服务，所以我们还需要针对 Redis 做⼀些设置。 
-- 修改当前Redis⽬录下/opt/software/redis/redis-stable的 Reids.conf ⽂件
vi redis.conf

52a50115733747a6937e3df287cf4e49.png

如果想配置显示出行号,则可以 在打开 vim 后输⼊：“：set number ” 。
9b65c94014db4726838e0fb20354c0be.png

 配置如下:

#88⾏，修改bind 项，* -::* ⽀持远程连接
bind * -::* #310⾏，开启守护进程，后台运⾏
daemonize yes #356⾏，指定⽇志⽂件⽬录
logfile /opt/software/redis/redis-stable/redis.log #516⾏，指定⼯作⽬录
dir /opt/software/redis #1051⾏，给默认⽤户设置密码，主要是使⽤ redis-cli 连接 redis-server时，需要通过密码校验。⾃⾏学习，可以不设置。
#requirepass admin #112⾏，允许远程连接 如果不设置密码必须讲此设置关闭。
protected-mode no
修改完成后，使⽤配置⽂件启动 Redis，并使⽤ redis-cli 连接测试，需要注意由于前⾯我们配置了安全密码，所以连接后需要先验证密码，否则会报错。 
#根据redis配置,启动redis
redis-server redis.conf#连接 redis
redis-cli#如果设置密码,则需要验证权限
auth admin

00884d26bd5547238fbd5deee7b97afe.png

主从部署

        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。

整体架构图

9a27b3a2c2b9414fa29529e14a047ab2.png

主从复制配置

主节点不需要做任何改变，从节点都需要修改配置加上主节点信息 
修改redis 配置文件
vi  redis.conf# 从节点都添加主节点信息
replicaof 192.168.18.201 6379

重启 Redis

#如果启动了,就先关闭
redis-cli shutdown#启动
redis-server redis.conf

验证

验证主从复制是否配置成功,使用以下命令, 查看redis 节点信息.

redis-cli info Replication

6ba8d23aaa0d4060a1006c2aaa31cad1.png

 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。

主从复制缺点

  • 复制延时，信号衰减
由于所有的写操作都是现在master上操作，然后同步更新 到slave上，所以从master同步到slave机器上有⼀定的延迟, 当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重，slave机器数量的增加也会使这个问题更加严重。
  • master挂了如何办？
默认情况下，不会在slave节点中⾃动重选⼀个master，每 次都要⼈⼯⼲预。

哨兵部署（Sentinel）

       Redis主从复制会遇到一些限制和弊端，主机宕机之后，整个redis服务只能读不能写。为了解决这些问题，Redis引入了哨兵模式。

        Redis 哨兵模式是一种用于构建高可用性 Redis 集群的解决方案。它通过监控 Redis 实例的状态并自动进行故障转移，提供了客户端重定向机制以确保应用程序可以正常访问 Redis。

整体架构图

a8f24d0af82d454fb4828ac4f13e2147.png

哨兵模式配置

3 个机器都需要修改 sentinel.conf 配置，配置完成之后先从主节点开始启动哨兵。 
#6⾏，关闭保护模式
protected-mode no #15⾏，指定sentinel为后台启动
daemonize yes #34⾏，指定⽇志存放路径
logfile /opt/software/redis/redis-stable/sentinel.log #73⾏，指定数据库存放路径
dir /opt/software/redis #93⾏，修改 指定该哨兵节点监控20.0.0.20:6379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 monitor mymaster 192.168.18.201 6379 2#134⾏，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000#234⾏，故障节点的最⼤超时时间为180000（180秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000

注意: 哨兵的端口是 26379 , 防火墙需要开放端口.

启动哨兵

redis-sentinel sentinel.conf
启动后检查哨兵状态 
redis-cli -p 26379 info sentinel

113330a098544e60be5b83074027d885.png

 验证

故障模拟 
-- 直接停掉主节点服务
redis-cli shutdown-- 观察哨兵⽇志，主节点下线，重新选举另一个节点为主节点
tail -f sentinel.log

3f76c5cf8b0b4a0092ca8459b4b66912.png

 在另一台以前是从节点的服务器查询, 发现切换成主节点了

redis-cli info replication

41c8dad27e5b45d48adad9bbccb80e01.png

 拓展命令:

-- 停⽌哨兵
redis-cli -p 26379 shutdown

哨兵模式的作用

  •     主从监控：监控reids主从是否正常运行
  •     消息通知：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端
  •     故障转移：如果Master异常，则会进行主从切换，将其中一个Slave作为新的Master
  •     配置中心：客户端通过连接哨兵来获得当前Redis服务的主节点地址

集群部署（Cluster）

        哨兵模式仍然面临内存容量和写入性能的限制，因为这种模式的写入能力仍然局限于单个节点。为了解决这一问题，Redis在3.x版本之后推出了Cluster集群模式。Cluster模式通过数据分片和节点的水平扩展，实现了更高效的内存利用和写入性能。

整体架构图

d71f1933e2324e33b5d6141c6bf149bc.png

 集群模式配置

三主三从模式配置

-- 创建集群配置⽂件夹，另外两个机器重复这个过程
mkdir -p /opt/software/redis/redis-stable/cluster
mkdir -p /opt/software/redis/cluster

6379 配置

vim ./cluster/redis_6379.conf

将下面内容复制进redis_6379.conf文件

# 允许所有的IP地址
bind * -::*
# 后台运⾏
daemonize yes
# 允许远程连接
protected-mode no
# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 集群节点超时时间
cluster-node-timeout 5000
# 配置数据存储⽬录
dir "/opt/software/redis/cluster"
# 开启AOF持久化
appendonly yes
# 端⼝
port 6379
# log⽇志
logfile "/opt/software/redis/redis-stable/cluste
r/redis6379.log"
# 集群配置⽂件
cluster-config-file nodes-6379.conf
# AOF⽂件名
appendfilename "appendonly6379.aof"
# RBD⽂件名
dbfilename "dump6379.rdb"

6380 配置

vim ./cluster/redis_6380.conf

将下面内容复制进redis_6380.conf文件

# 允许所有的IP地址
bind * -::*
# 后台运⾏
daemonize yes
# 允许远程连接
protected-mode no
# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 集群节点超时时间
cluster-node-timeout 5000
# 配置数据存储⽬录
dir "/opt/software/redis/cluster"
# 开启AOF持久化
appendonly yes
# 端⼝
port 6380
# log⽇志
logfile "/opt/software/redis/redis-stable/cluste
r/redis6380.log"
# 集群配置⽂件
cluster-config-file nodes-6380.conf
# AOF⽂件名
appendfilename "appendonly6380.aof"
# RBD⽂件名
dbfilename "dump6380.rdb"

启动 Redis

配置⽂件准备完成之后，启动所有redis服务，⽤cluster配置⽂件 
redis-server ./cluster/redis_6379.conf
redis-server ./cluster/redis_6380.conf

其他两台机器重复上面的操作.

注意: 启动 redis 时, 要注意 以前启动的redis和哨兵需要关闭

# 查看运行中的进程信息
netstat -ntlp

86907b29300b433eae5def167d9fd1e4.png

 然后使用kill  pid 命令删除这个进程

#关闭哨兵
kill 29733
#关闭redis
kill 20317

创建集群模式

当三台机器的6台redis都启动完成, 则使用以下命令,创建集群.

-- 创建三主三从集群模式，每⼀个主节点带⼀个从节点
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.75.129:6379 192.168.75.129:6380 192.168.75.131:6379 192.168.75.131:6380 192.168.75.132:6379 192.168.75.132:6380

查看集群信息

-- 查看集群信息
redis-cli cluster info
-- 查看单个节点信息
redis-cli info replication
-- 查看集群节点身份信息
redis-cli cluster nodes

注意: 集群用到的端口会加10000,所以16379和16380 端口的防火墙也要开放.

总结

edis主从：可实现高并发(读)，典型部署方案：一主二从

redis哨兵：可实现高可用，典型部署方案：一主二从三哨兵

redis集群：可同时支持高可用(读与写)、高并发，典型部署方案：三主三从

三者之间对比:

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