一、Redis 哨兵集群原理

Redis 哨兵集群是一种高可用性的解决方案,用于监控 Redis 实例的状态并在实例出现故障时自动进行故障转移。

Redis 哨兵集群由多个哨兵实例组成,每个哨兵实例都运行在独立的服务器上。每个哨兵实例都会周期性地向 Redis 实例发送 PING 命令,以检查实例是否处于活动状态。如果哨兵实例无法与 Redis 实例通信,则哨兵实例会认为该实例已经出现故障,并开始执行故障转移操作。

故障转移操作包括将故障实例的故障状态通知其他哨兵实例,并选举出一个新的主节点来接管故障实例的职责。一旦新的主节点被选举出来,所有哨兵实例都会将新的主节点添加到自己的配置中,并停止向故障实例发送 PING 命令。

Redis 哨兵集群可以提供高可用性和数据冗余,因为每个 Redis 实例都会被多个哨兵实例监控。如果一个哨兵实例出现故障,其他哨兵实例仍然可以监控 Redis 实例的状态,并执行故障转移操作。此外,由于每个 Redis 实例都有多个备份,因此即使发生故障,数据也不会丢失。

二、搭建Redis主从集群

2.1.集群结构

我们搭建的主从集群结构如图:
在这里插入图片描述
共包含三个节点,一个主节点,两个从节点。

这里我们会在同一台虚拟机中开启3个redis实例,模拟主从集群,信息如下:

IPPORT角色
192.168.150.1017001master
192.168.150.1017002slave
192.168.150.1017003slave

2.2.准备实例和配置

要在同一台虚拟机开启3个实例,必须准备三份不同的配置文件和目录,配置文件所在目录也就是工作目录。

1)创建目录

我们创建三个文件夹,名字分别叫7001、7002、7003:

# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 创建目录
mkdir 7001 7002 7003

如图:
在这里插入图片描述
2)恢复原始配置

修改redis-6.2.4/redis.conf文件,将其中的持久化模式改为默认的RDB模式,AOF保持关闭状态。

# 开启RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000
# 关闭AOF
appendonly no

3)拷贝配置文件到每个实例目录

然后将redis-6.2.4/redis.conf文件拷贝到三个目录中(在/tmp目录执行下列命令):

# 方式一:逐个拷贝
cp redis-6.2.4/redis.conf 7001
cp redis-6.2.4/redis.conf 7002
cp redis-6.2.4/redis.conf 7003

# 方式二:管道组合命令,一键拷贝
echo 7001 7002 7003 | xargs -t -n 1 cp redis-6.2.4/redis.conf

4)修改每个实例的端口、工作目录

修改每个文件夹内的配置文件,将端口分别修改为7001、7002、7003,将rdb文件保存位置都修改为自己所在目录(在/tmp目录执行下列命令):

sed -i -e 's/6379/7001/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7001\//g' 7001/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7002/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7002\//g' 7002/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7003/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7003\//g' 7003/redis.conf

5)修改每个实例的声明IP

虚拟机本身有多个IP,为了避免将来混乱,我们需要在redis.conf文件中指定每一个实例的绑定ip信息,格式如下:

# redis实例的声明 IP
replica-announce-ip 192.168.150.101

每个目录都要改,我们一键完成修改(在/tmp目录执行下列命令):

# 逐一执行
sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7001/redis.conf
sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7002/redis.conf
sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' 7003/redis.conf

# 或者一键修改
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t sed -i '1a replica-announce-ip 192.168.150.101' {}/redis.conf

2.3.启动

为了方便查看日志,我们打开3个ssh窗口,分别启动3个redis实例,启动命令:

# 第1个
redis-server 7001/redis.conf
# 第2个
redis-server 7002/redis.conf
# 第3个
redis-server 7003/redis.conf

在这里插入图片描述
如果要一键停止,可以运行下面命令:

printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown

2.4.开启主从关系

现在三个实例还没有任何关系,要配置主从可以使用replicaof 或者slaveof(5.0以前)命令。

有临时和永久两种模式:

  • 修改配置文件(永久生效)

    • 在redis.conf中添加一行配置:slaveof <masterip> <masterport>
  • 使用redis-cli客户端连接到redis服务,执行slaveof命令(重启后失效):

slaveof <masterip> <masterport>

注意:在5.0以后新增命令replicaof,与salveof效果一致。
这里我们为了演示方便,使用方式二。

通过redis-cli命令连接7002,执行下面命令:

# 连接 7002
redis-cli -p 7002
# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001

通过redis-cli命令连接7003,执行下面命令:

# 连接 7003
redis-cli -p 7003
# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001

然后连接 7001节点,查看集群状态:

# 连接 7001
redis-cli -p 7001
# 查看状态
info replication

结果:
在这里插入图片描述

2.5.测试

执行下列操作以测试:

  • 利用redis-cli连接7001,执行set num 123

  • 利用redis-cli连接7002,执行get num,再执行set num 666

  • 利用redis-cli连接7003,执行get num,再执行set num 888

三、搭建Redis哨兵集群

1.集群结构

这里我们搭建一个三节点形成的Sentinel集群,来监管之前的Redis主从集群。如图:

在这里插入图片描述

三个sentinel实例信息如下:

节点IPPORT
s1192.168.150.10127001
s2192.168.150.10127002
s3192.168.150.10127003

3.2.准备实例和配置

要在同一台虚拟机开启3个实例,必须准备三份不同的配置文件和目录,配置文件所在目录也就是工作目录。

我们创建三个文件夹,名字分别叫s1、s2、s3:

# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 创建目录
mkdir s1 s2 s3

如图:
在这里插入图片描述
然后我们在s1目录创建一个sentinel.conf文件,添加下面的内容:

port 27001
sentinel announce-ip 192.168.150.101
sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
dir "/tmp/s1"

解读:

  • port 27001:是当前sentinel实例的端口
  • sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2:指定主节点信息
    • mymaster:主节点名称,自定义,任意写
    • 192.168.150.101 7001:主节点的ip和端口
    • 2:选举master时的quorum值

然后将s1/sentinel.conf文件拷贝到s2、s3两个目录中(在/tmp目录执行下列命令):

# 方式一:逐个拷贝
cp s1/sentinel.conf s2
cp s1/sentinel.conf s3
# 方式二:管道组合命令,一键拷贝
echo s2 s3 | xargs -t -n 1 cp s1/sentinel.conf

修改s2、s3两个文件夹内的配置文件,将端口分别修改为27002、27003:

sed -i -e 's/27001/27002/g' -e 's/s1/s2/g' s2/sentinel.conf
sed -i -e 's/27001/27003/g' -e 's/s1/s3/g' s3/sentinel.conf

3.3.启动

为了方便查看日志,我们打开3个ssh窗口,分别启动3个redis实例,启动命令:

# 第1个
redis-sentinel s1/sentinel.conf
# 第2个
redis-sentinel s2/sentinel.conf
# 第3个
redis-sentinel s3/sentinel.conf

启动后:
在这里插入图片描述

3.4.测试

尝试让master节点7001宕机,查看sentinel日志:
在这里插入图片描述
查看7003的日志:
在这里插入图片描述
查看7002的日志:
在这里插入图片描述

四、redis 哨兵集群优缺点

1、Redis 哨兵集群的优点包括:

  • 哨兵集群基于主从复制模式,具有主从配置的优点,可以实现故障转移和系统的高可用性。
  • 哨兵模式是主从模式的升级,可以实现手动到自动的健壮性。
  • 架构简单,部署方便。
  • 高性价比,缓存使用时无需备用节点,实现高可用性也可以牺牲一个备用节点。
  • 高性能。

2、Redis 哨兵集群的缺点包括:

  • 在线扩容比较麻烦,集群容量一旦达到上限,在线扩容就十分麻烦。
  • 实现哨兵模式的配置比较麻烦,里面有很多选择。
  • 不保证数据的可靠性,在缓存使用时,进程重启后,数据丢失。
  • 主节点故障时,集群无法进行工作,可用性比较低。
  • 哨兵集群在主从切换时存在访问瞬断的情况,等待时间比较长,至少十来秒不可用。

五、源码下载

https://gitee.com/charlinchenlin/koo-erp

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