一、Redis主从复制
1、概述
2、主从复制的作用
3、主从复制流程
二、Redis主从复制的搭建
1、实验环境
2、配置思路
3、三台服务器安装Redis
4、修改Redis配置文件(Master节点操作)
5、修改Redis配置文件(Slave1/2节点操作)
6、验证主从效果
三、Redis哨兵模式
1、核心功能
2、哨兵模式原理
3、哨兵模式的作用
4、哨兵模式的组成
5、哨兵的工作模式
四、Redis群集模式
1、概述
2、集群的作用
3、Redis集群的数据分片
五、搭建Redis群集模式
1、服务器准备
2、 所有节点
3、修改Master1节点的redis配置文件
4、修改其余节点的redis配置文件
5、所有节点启动redis节点
6、启动集群
7、测试集群
一、Redis主从复制
1、概述
(1)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
(2)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
(1)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
(2)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。
(3)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
(4)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Slav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
二、Redis主从复制的搭建
1、实验环境
Master服务器:192.168.80.11 redis-5.0.7
Slave1服务器:192.168.80.12 redis-5.0.7
Slave2服务器:192.168.80.13 redis-5.0.7
2、配置思路
(1)准备三台安装好了redis服务器的主机
(2)master节点修改监听地址为0.0.0.0表示任意地址,并且需要开启AOF持久化,重启服务
(3)Slave节点修改监听地址0.0.0.0,开启AOF持久化,需要额外在配置文件287行指定同步的master节点IP和端口,重启服务。在主服务器写入数据加以验证
3、三台服务器安装Redis
4、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 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 netstat -natp | grep redis
5、修改Redis配置文件(Slave1/2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.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 192.168.80.11 6379 #287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
6、验证主从效果
在Master节点上查看日志文件 cat /var/log/redis_6379.log ....... Replica 192.168.80.12:6379 asks for synchronization Replica 192.168.80.13:6379 asks for synchronization
在Master节点验证从节点 redis-cli info replication #可以显示redis服务器的主从复制的状态
#在master上插入数据 redis-cli -h 192.168.80.11 -p 6379 192.168.80.11:6379> set ggg 11111 192.168.80.11:6379> get ggg #在slave1/2上查看数据 redis-cli -h 192.168.80.12/13 -p 6379 192.168.80.12/13:6379> keys * 192.168.80.12/13:6379> get ggg #无法在slave节点服务写入数据 192.168.80.12/13:6379> set gxd 111 #从服务器配置主从复制后无法插入数据,实现了读写分离的作用
三、Redis哨兵模式
1、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、哨兵模式原理
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
3、哨兵模式的作用
(1)监控∶哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
(2)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。
(3)通知(提醒)∶哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端
4、哨兵模式的组成
(1)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,端口是26379
(2)数据节点∶主节点和从节点都是数据节点
5、哨兵的工作模式
(1)所有哨兵都会监控节点,哨兵之间会共享服务器的状态数据,对整个集群实现监控
(2)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
(3)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
主观下线:当某个哨兵认为节点宕机,是主观下线
客观下线:当所有哨兵投票后票数过半后确认宕机为客观下线,然后就会执行故障的切换等过程
四、Redis群集模式
1、概述
(1)集群,即Redis Cluster,是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案
(2)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
2、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
3、Redis集群的数据分片
(1)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
(2)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)Redis集群的主从复制模型 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位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后,集群将不可用
五、搭建Redis群集模式
1、服务器准备
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
Master1:192.168.80.11:6001redis-5.0.7.tar.gz
Slave1:192.168.80.12:6002redis-5.0.7.tar.gz
Master2:192.168.80.13:6003redis-5.0.7.tar.gz
Slave2:192.168.80.14:6004redis-5.0.7.tar.gz
Master3:192.168.80.15:6005redis-5.0.7.tar.gz
Slave3:192.168.80.16:6006redis-5.0.7.tar.gz
2、 所有节点
cd /etc/redis/ mkdir -p redis-cluster/redis6379 cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6379/ cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6379/
3、修改Master1节点的redis配置文件
#其他5个文件夹的配置文件以此类推修改,注意6个端口都要不一样。 cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379 vim redis.conf bind 192.168.80.11 #69行,修改bind项,监听自己的IP protected-mode no #88行,修改,关闭保护模式 port 6001 #92行,修改,redis监听端口, daemonize yes #136行,以独立进程启动 cluster-enabled yes #832行,取消注释,开启群集功能 cluster-config-file nodes-6379.conf #840行,取消注释,群集名称文件设置,无需修改 cluster-node-timeout 15000 #846行,取消注释群集超时时间设置 appendonly yes #699行,修改,开启AOF持久化
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.80.12:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.80.13:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.80.14:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.80.15:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.80.16:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
4、修改其余节点的redis配置文件
vim /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf ... bind ip ... port 端口 ...
5、所有节点启动redis节点
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379/ redis-server redis.conf
6、启动集群
redis-cli --cluster create 192.168.80.11:6001 192.168.80.12:6002 192.168.80.13:6003 192.168.80.14:6004 192.168.80.15:6005 192.168.80.16:6006 --cluster-replicas 1
7、测试集群
redis-cli -h 192.168.80.11 -p 6001 -c #加-c参数,节点之间就可以互相跳转 cluster slots #查看节点的哈希槽编号范围 set gxd dashuaibi cluster keyslot gxd #查看name键的槽编号