一 Redis高可用

1.什么是高可用

在web服务器中，高可用是指服务器可以正常访问的时间，衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务(99.9%、99.99%、99.999%等等)。

高可用的计算公式是1-（宕机时间）/（宕机时间+运行时间）有点类似与网络传输的参数误码率，我们用9的个数表示可用性：

2个9：99%，一年内宕机时长：1%×365天=3.6524天=87.6h

4个9：99.99%，一年内宕机时长：0.01%×365天=52.56min

5个9：99.999%，一年内宕机时长：0.001%*365天=5.265min

11个9：几乎一年宕机时间只有几秒钟

但是在Redis语境中，高可用的含义似乎要宽泛一些，除了保证提供正常服务（如主从分离、快速容灾技术），还需要考虑数据容量的扩展、数据安全不会丢失等。

2.Redis的高可用技术

在Redis中，实现高可用的技术主要包括持久化、主从复制、哨兵和cluster集群，下面分别说明它们的作用，以及解决了什么样的问题。

持久化： 持久化是最简单的高可用方法（有时甚至不被归为高可用的手段），主要作用是数据备份，即将数据存储在硬盘，保证数据不会因进程退出而丢失。
主从复制： 主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份（和同步），以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。
- 缺陷：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。
哨兵： 在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。（主挂了，找一个从成为新的主，哨兵节点进行监控）
- 缺陷：写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。
Cluster集群： 通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。（6台起步，成双成对，3主3从）

二 Redis主从复制

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.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。

Redis主从架构可以解决单机的读写瓶颈问题，但是没有自动故障转移功能，不能解决master单点故障问题。

2.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。

三搭建Redis主从复制

实验环境

主从	虚机	IP地址
master	centos7-1	192.168.121.10
slave1	centos7-2	192.168.121.20
slave2	centos7-3	192.168.121.30

实验步骤

1.所有节点安装Redis

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#安装环境依赖包，下载编译工具
yum install -y gcc gcc-c++ make

#上传软件包并解压
cd /opt/
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
#开2核编译安装，指定安装路径为/usr/local/redis
make -j2 && make PREFIX=/usr/local/redis install
#由于Redis源码包中直接提供了Makefile 文件，所以在解压完软件包后，不用先执行./configure 进行配置，可直接执行make与make install命令进行安装。

#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
.......#一直回车
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
#这里默认为/usr/local/bin/redis-server，需要手动修改为/usr/local/redis/bin/redis-server，注意要一次性正确输入

---------------------- 虚线内是注释 ----------------------------------------------------
Selected config:
Port: 6379                                      #默认侦听端口为6379
Config file: /etc/redis/6379.conf               #配置文件路径
Log file: /var/log/redis_6379.log               #日志文件路径
Data dir : /var/lib/redis/6379                  #数据文件路径
Executable: /usr/local/redis/bin/redis-server   #可执行文件路径
Cli Executable : /usr/local/bin/redis-cli       #客户端命令工具
-----------------------------------------------------------------------------------

#当install_server.sh 脚本运行完毕，Redis 服务就已经启动，默认监听端口为6379
netstat -natp | grep redis

#把redis的可执行程序文件放入路径环境变量的目录中，便于系统识别
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

#Redis服务控制
/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   #查看状态

2.修改master节点的配置文件

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0                      #70行,修改监听地址为0.0.0.0（生产环境中需要填写物理网卡的IP）
daemonize yes                     #137行，开启守护进程，后台启动
logfile /var/log/redis_6379.log   #172行，指定日志文件存放目录
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     #重启redis服务

3.修改slave节点的配置文件

#修改slave1的配置文件
vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0                        #70行,修改监听地址为0.0.0.0（生产环境中需要填写物理网卡的IP）
daemonize yes                       #137行,开启守护进程，后台启动
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 xxx.xxx.xxx.xxx 6379       #288行,指定要同步的Master节点的IP和端口
appendonly yes                      #700行,修改为yes，开启AOF持久化功能

#将配置文件传给slave2
scp /etc/redis/6379.conf xxx.xxx.xxx.xxx:/etc/redis/

/etc/init.d/redis_6379 restart #重启redis
netstat -natp | grep redis      #查看主从服务器是否已建立连接

4.验证主从效果

1）主节点查看日志，并插入一条数据。

#主节点查看日志
[root@mas utils]# tail /var/log/redis_6379.log
......
71245:M 19 Jun 2022 23:43:15.482 * Synchronization with replica 192.168.121.20:6379 succeeded
......
71245:M 19 Jun 2022 23:43:32.978 * Synchronization with replica 192.168.121.30:6379 succeeded

#主节点插入一条数据
[root@mas utils]# redis-cli
127.0.0.1:6379> set name xxx
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> get name
"xxx"

2）从节点查看数据是否同步成功。

[root@slave1 utils]# redis-cli #slave1查看数据同步成功
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> get name
"xxx"

[root@slave2 utils]# redis-cli #slave2查看数据同步成功
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> get name
"xxx"

四 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，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

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。

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秒会问主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心检测。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

1.过滤掉不健康的（己下线的），没有回复哨兵ping响应的从节点。

2.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）

3.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。

五 Redis集群模式

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

（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。

通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。

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.集群模式的主从复制模型

集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。
为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用。

Redis高可用之主从复制、哨兵、cluster集群相关推荐

2.redis高可用-持久化-主从复制-哨兵-cluster集群概述与部署，内容依旧多看完直接通透！
文章目录一,Redis 高可用 1.持久化 2.主从复制 3.哨兵 4.集群(cluster) 二,Redis 持久化方式 1.持久化的功能 2.持久化的方式三, RDB 持久化 1.触发条件 2 ...
带哨兵节点的链_深入学习Redis高可用架构：哨兵原理及实践
原标题:深入学习Redis高可用架构:哨兵原理及实践 " 在上篇文章<深入学习 Redis 高可用的基石:主从复制>中曾提到,Redis 主从复制的作用有数据热备.负载均衡.故障 ...
搭建pxc集群时需要先安装mysql么_完美起航-高可用MySQL数据库之PXC集群
高可用MySQL数据库之PXC集群前言在上一篇文章介绍了时下流行的几种数据库产品后(公众号发送"NewSQL"查看),有不少小伙伴表示对自动集群的数据库感兴趣,特别是Cockr ...
高性能Linux服务器第11章构建高可用的LVS负载均衡集群
高性能Linux服务器第11章构建高可用的LVS负载均衡集群 libnet软件包<-依赖-heartbeat(包含ldirectord插件(需要perl-MailTools的rpm包)) l ...
K8s系列之：搭建高可用K8s v1.23.5集群详细步骤，3个master节点，3个Node节点
K8s系列之:搭建高可用K8s v1.23.5集群详细步骤,3个master节点,3个Node节点一.K8s集群节点划分二.k8s集群环境准备三.关闭swap 四.关闭ipv6 五.桥接IPv4 ...
Redis高可用：主从复制及哨兵模式
目录主从复制作用复制原理使用的方式哨兵模式主从切换过程 Redis Sentinel的配置文件参考主从复制主从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器.前 ...
redis命令，SpringBoot整合Redis6，主从复制,哨兵模式,集群，springCache初高级应用。
目录 1. Docker安装Redis 2. Redis的基础 2.1 redis的key命令 2.2 reids的数据结构(6.0新增的数据结构) 1. String(字符串)类型 2. List( ...
深入学习Redis高可用架构：哨兵原理及实践
Redis 主从复制的作用有数据热备.负载均衡.故障恢复等:但主从复制存在的一个问题是故障恢复无法自动化. 本文将要介绍的哨兵,它基于 Redis 主从复制,主要作用便是解决主节点故障恢复的自动化问题 ...
Redis数据库（四）哨兵和集群
目录一.Redis高可用 1.主从复制 ①概念 ②作用 ③流程 2.哨兵(至少三台redis) ①概念 ②作用 ③结构 ④故障转移机制 ⑤主节点选举 3.集群(推荐至少6台redis) ①简介 ②作 ...

Redis高可用之主从复制、哨兵、cluster集群

一 Redis高可用

1.什么是高可用

2.Redis的高可用技术

二 Redis主从复制

1.主从复制的作用

2.主从复制流程

三搭建Redis主从复制

实验环境

实验步骤

1.所有节点安装Redis

2.修改master节点的配置文件

3.修改slave节点的配置文件

4.验证主从效果

四 Redis哨兵模式

1.哨兵模式的作用

2.哨兵结构

3.故障转移机制

4.主节点的选举

五 Redis集群模式

1.集群的作用

2.Redis集群的数据分片

3.集群模式的主从复制模型

Redis高可用之主从复制、哨兵、cluster集群相关推荐

最新文章

热门文章

Redis高可用之主从复制、哨兵、cluster集群

一 Redis高可用

1.什么是高可用

2.Redis的高可用技术

二 Redis主从复制

1.主从复制的作用

2.主从复制流程

三 搭建Redis主从复制

实验环境

实验步骤

1.所有节点安装Redis

2.修改master节点的配置文件

3.修改slave节点的配置文件

4.验证主从效果

四 Redis哨兵模式

1.哨兵模式的作用

2.哨兵结构

3.故障转移机制

4.主节点的选举

五 Redis集群模式

1.集群的作用

2.Redis集群的数据分片

3.集群模式的主从复制模型

Redis高可用之主从复制、哨兵、cluster集群相关推荐

最新文章

热门文章

三搭建Redis主从复制