• 一、redis主从复制
  • 1.1、redis主从复制概述
  • 1.2、主从复制的作用
  • 1.3、主从复制流程
• 二、部署redis主从复制
  • 2.1、环境准备
  • 2.2、安装redis服务
  • 2.3、修改redis配置文件（master节点192.168.80.11）
  • 2.4、修改redis配置文件（slave节点192.168.80.12/13）
  • 2.5、验证
• 三、redis哨兵模式
  • 3.1、哨兵的核心功能
  • 3.2、哨兵模式原理
  • 3.3、哨兵模式的作用
  • 3.4、哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点
  • 3.5、故障转移机制
• 四、搭建redis哨兵模式
  • 4.1、环境准备
  • 4.2、修改redis哨兵模式的配置文件（所有节点操作）
  • 4.3、启动哨兵模式
  • 4.4、查看哨兵信息
  • 4.5、故障模拟
    • 4.5.1、获取redis的pid
    • 4.5.2、杀死master的redis进程
    • 4.5.3、查看是否切换
• 五、redis群集模式
  • 5.1、群集概念
  • 5.2、集群的作用
  • 5.3、redis集群的数据分片
• 六、搭建redis群集模式
  • 6.1、环境准备
  • 6.2、创建节点目录
  • 6.3、开启群集功能
  • 6.4、传输文件到其他节点修改
  • 6.5、启动redis节点
  • 6.6、启动群集
  • 6.7、测试集群

一、redis主从复制

1.1、redis主从复制概述

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；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

1.2、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：在主从复制的接触上，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均衡，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

1.3、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机器受到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master同时受到多个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、部署redis主从复制

2.1、环境准备

master节点：192.168.80.11
slave1节点：192.168.80.12
slave2节点：192.168.80.13

2.2、安装redis服务

三台节点都需要安装

2.3、修改redis配置文件（master节点192.168.80.11）

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

2.4、修改redis配置文件（slave节点192.168.80.12/13）

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		#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

2.5、验证

三、redis哨兵模式

3.1、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

3.2、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三个节点

3.3、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，并让其他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

3.4、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
• 数据节点：主节点和从节点都是数据节点

3.5、故障转移机制

由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现故障，每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其他哨兵节点发送一次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管下线了（单方面的）。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线，这样就是客观下线了

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三个节点

由leader哨兵节点执行故障转移，过程如下

1. 将某一个从节点升为新的主节点，让其他从节点指向性的主节点
2. 若原主节点恢复也变成从节点，并向新的主节点
3. 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

主节点的选举

1. 过滤点不健康的（已下线的），没有回复烧饼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，所以需要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，然后回通知哨兵，然后从slave中选取作为一个新的master

四、搭建redis哨兵模式

4.1、环境准备

master节点：192.168.80.11
slave1节点：192.168.80.12
slave2节点：192.168.80.13

4.2、修改redis哨兵模式的配置文件（所有节点操作）

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 192.168.80.11 6379 2		#84行，修改
#指定该哨兵节点监控192.168.80.11:6379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个哨兵节点同一，才能判定主节点故障并进行故障转移

sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000	#113行，判定服务器dowm掉的时间周期，默认是30000毫秒（30秒）

senntinel failover-timeout mumaster 180000	#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）

4.3、启动哨兵模式

先启动master，在启动slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &

4.4、查看哨兵信息

redis-cli -p 26379 info sentinel

4.5、故障模拟

4.5.1、获取redis的pid

ps -lef | grep redis

4.5.2、杀死master的redis进程

kill  47784
ps -lef | grep redis

4.5.3、查看是否切换

五、redis群集模式

5.1、群集概念

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

5.2、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rendis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）；当仁义街店发生故障时，集群任然可以对外提供服务

5.3、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
• 以三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
• redis集群的主从复制模型，集群中具有A、B、C三个节点，如果B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可用、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为新的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用

六、搭建redis群集模式

6.1、环境准备

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这边所有节点在6台服务器上模拟。以IP及端口进行区分

3个主节点端口：6001/6002/6003
3个从节点端口：6004/6005/6006

master1:192.168.80.11:6001  redis-5.0.7.tar.gz
slave1:192.168.80.12:6002  redis-5.0.7.tar.gz
master2:192.168.80.13:6003  redis-5.0.7.tar.gz
slave2:192.168.80.14:6004  redis-5.0.7.tar.gz
master3:192.168.80.15:6001  redis-5.0.7.tar.gz
slave3:192.168.80.16:6006  redis-5.0.7.tar.gz

6.2、创建节点目录

cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}

for i in {1..6}
do 
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done

6.3、开启群集功能

#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/redis6001
vim redis.conf
#bind 127.0.01		#69行注释，默认监听所有网卡
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，开启守护进程，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-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
appendonly yes		##699行，修改，开启AOF持久化

6.4、传输文件到其他节点修改

for i in {2..6}
do
/usr/bin/cp -f /etc/redis/redis-cluster/redis6001/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/redis.conf
done

6.5、启动redis节点

for i in {1..6}
do
cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
redis-server redis.conf
done

6.6、启动群集

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1

#六个实例分为三组，每组一主一从，前面的做主节点，后面的做从节点。下面交互的时候需要输入yes 才可以创建。
-replicas 1 #表示每个主节点有1个从节点。

6.7、测试集群

redis-cli -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 name aaa
cluster keyslot name