Redis主从复制和哨兵
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Redis主从复制和哨兵

讲述了Redis主从复制的实施流程以及为什么要实施主从复制

Redis主从复制

概述

主从复制的作用主要包括

  • 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。

主从库之间采用的是读写分离的方式。

  • 读操作：主库、从库都可以接收
  • 写操作：首先到主库执行，然后，主库将写操作同步给从库。

配置主从复制

在配置文件中配置参数：

replicaof <master ip> <master port>
# 在5.0以前的版本中，使用slaveof替换replicaof

主库设置密码情况下的主从复制，从库也要设置对应的密码，使用masterauth参数

masterauth password # password要和主库配置文件中的requirepass一致

注意：从库建立主从关系时，会清空自己的数据，慎重同步的对象

取消从库身份

replicaof no one

查看redis主从复制信息

127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=172.16.1.51,port=6379,state=online,offset=182,lag=0
slave1:ip=172.16.1.53,port=6379,state=online,offset=182,lag=1
master_replid:eb03a6c3a470f5e2a66d4b2e6c7b8be4f53bc7eb
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:182
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:182

主从故障介入

  1. 主库的IP地址
  2. 从节点要重新 REPLICAOF 设置复制角色

注意：redis不同大版本之间存在兼容性问题，因此主从复制的主库和从库实例应该拥有相同的大版本。

Redis高可用哨兵

哨兵机制（Redis Sentinel）在Redis 2.8版本开始引入，其核心功能是主节点的自动故障转移。

哨兵的功能

  • 监控（Monitoring）：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（Automatic failover）：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。
  • 配置提供者（Configuration provider）：客户端在初始化时，通过连接哨兵来获得当前Redis服务的主节点地址。
  • 通知（Notification）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

哨兵通信(发布/订阅机制)

  • 哨兵之间可以互相发现，主要是基于发布/订阅机制；在主从集群上，主库有一个__sentinel__:hello的频道，不同哨兵就是通过它来相互发现，实现互相通信的。
  • 手动进行发布和订阅
    • 从库订阅一个频道：SUBSCRIBE channel_1
    • 主库通过该频道推送消息：PUBLISH channel_1 message

部署哨兵

  1. 哨兵的部署是与redis-server相独立的进程，需要额外占用一个端口(默认为26379)
  2. 部署哨兵的关键参数
    • sentinel monitor <master_name> ：监控的主库节点，amount 为需要几台哨兵同意才能下线
    • sentinel down-after-milliseconds <master_name>
    • sentinel parallel-syncs <master_name> ：当Sentinel节点集合对主节点故障判定达成一致时，Sentinel领导者节点会做故障转移操作，选出新的主节点，原来的从节点会向新的主节点发起复制操作，限制每次向新的主节点发起复制操作的从节点个数为 number
    • sentinel failover-timeout <master_name>
  3. 确保主库从库之间成功建立的复制关系，务必在从库的配置文件中指明replicaof的IP
  4. 以master-slave-sentinel的顺序依次开启服务
  5. 可以手写redis-sentinel启动脚本并配置到systemctl服务管理中/usr/lib/systemd/system/redis-sentinel.service
[Unit]
Description=Redis service by www.yuchaoit.cn
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/redis-sentinel /opt/sentinel/conf/sentinel.conf --supervised systemd
ExecStop=/usr/local/bin/redis-cli -h $(ifconfig ens33|awk 'NR==2{print $2}') -p 26379 shutdown
Type=notify
User=redis
Group=redis
RuntimeDirectory=redis
RuntimeDirectoryMode=0755
[Install]
WantedBy=multi-user.target
  1. 确保redis用户拥有redis和redis-sentinel附属文件的权限。
  2. 哨兵需要部署在主从复制的每个节点上。

选举新Master的依据

  1. 过滤掉不健康的（下线或断线），没有回复过哨兵ping响应的从节点
  2. 选择salve-priority从节点优先级最高（redis.conf）的
  3. 选择复制偏移量最大，复制最完整的从节点.

哨兵部署脚本

#!/bin/bash
local_ip=$(ifconfig eth1 | grep inet | grep -v 127.0.0.1 | grep -v inet6 | awk '{print $2}' | tr -d "addr:")

function deploySentinel(){
    mkdir -p /opt/sentinel/{conf,pid,logs,data}

    cat > /opt/sentinel/conf/sentinel.conf <<EOF
    bind ${local_ip}
    port 26379
    daemonize yes
    logfile /opt/sentinel/logs/sentinel.log
    dir /opt/sentinel/data
    sentinel monitor redis-master 172.16.1.51 6379 2
    sentinel down-after-milliseconds  redis-master 30000
    sentinel parallel-syncs redis-master 1
    sentinel failover-timeout redis-master 180000
EOF
}
function changeOwner(){
    chown -R redis.redis /opt/sentinel/
}
function systemdScript(){
    touch /lib/systemd/system/sentinel.service
    cat > /lib/systemd/system/sentinel.service <<EOF
    [Unit]
    Description=Redis-sentinel service
    After=network.target
    After=network-online.target
    Wants=network-online.target

    [Service]
    ExecStart=/usr/local/bin/redis-sentinel /opt/sentinel/conf/sentinel.conf --supervised systemd
    ExecStop=/usr/local/bin/redis-cli -h ${local_ip} -p 26379 shutdown
    Type=notify
    User=redis
    Group=redis
    RuntimeDirectory=redis
    RuntimeDirectoryMode=0755
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl daemon-reload
systemctl start sentinel
}
function sentinelInfo(){
    redis-cli -h ${local_ip} -p 26379 info sentinel
}

deploySentinel
changeOwner
systemdScript
sentinelInfo

查看sentinel信息

# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=redis-master,status=ok,address=172.16.1.51:6379,slaves=2,sentinels=3

当ststus=ok时哨兵就已经成功的部署了。

哨兵的配置重写功能

哨兵在成功部署后会自动接管维护自己的配置文件，当主从关系发生变化时，哨兵会自动重写配置文件。
重写后的配置文件：

bind 172.16.1.52
port 26379
daemonize yes
logfile "/opt/sentinel/logs/sentinel.log"
dir "/opt/sentinel/data"

sentinel myid a440f06487c182d52abda18755bd092781a04b7d
sentinel deny-scripts-reconfig yes
sentinel monitor redis-master 172.16.1.51 6379 2
sentinel config-epoch redis-master 0
# Generated by CONFIG REWRITE
maxclients 4064
protected-mode no
supervised systemd
sentinel leader-epoch redis-master 0
sentinel known-replica redis-master 172.16.1.53 6379
sentinel known-replica redis-master 172.16.1.52 6379
sentinel known-sentinel redis-master 172.16.1.51 26379 17dcc1eb843c0427d82c56444936dd03da8f78c2
sentinel known-sentinel redis-master 172.16.1.53 26379 e11a84ea040dc465ba9d7ca7f1d2c87eb696c3ae
sentinel current-epoch 0

测试主从故障的自动化转移

模拟故障，shutdown当前主库

failure1.png
172.16.1.52机器成为了master

主从配置更新

sentinel自动为db-53机器修改了配置文件
failure2.png

Sentinel配置更新

failure3.png

重新上线db-51

failure4.png

查看sentinel日志

sentinel-log.png

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