Redis数据库（三）——（主从复制、哨兵模式、集群）

一、Redis主从复制1、Redis主从模式介绍2、Redis主从复制的流程3、Redis主从复制的作用4、Redis主从复制的搭建环境配置/安装包安装Redis（所有主机）修改Master节点Redis配置文件修改Slave节点Redis配置文件验证主从效果二、Redis 哨兵模式1、哨兵模式的原理2、哨兵模式主要功能3、哨兵模式的结构4、优点与缺点5、哨兵模式的搭建环境配置修改 Redis 配置文件（==所有节点操作==）启动哨兵模式查看哨兵模式信息故障模拟验证结果三、Redis 群集模式1、集群模式的搭建所有节点其余节点所有节点

一、Redis主从复制

1、Redis主从模式介绍

通过持久化功能，redis保证了即使在服务器重启的情况下也不会丢失（或少量丢失）数据，因为持久化会把内存中的数据保存到硬盘上，重启会从硬盘上加载数据，但是由于数据是存储在一台服务器上的，如果这台服务器出现硬盘故障等问题，也会导致数据丢失。为了避免单点故障，通常的做法是将数据库复制多个副本以部署在不同的服务器上，这样即使有一台服务器出现故障其他服务器依然可以继续提供服务，为此，redis提供了复制(replication)功能，可以实现当一台数据库中的数据更新后，自动将更新的数据同步到其他数据库上。在复制的概念中，数据库分为两类，一类是主数据库（master)，另一类是从数据(slave)。主数据可以进行读写操作，当写操作导致数据变化时会自动将数据同步给从数据库，而从数据库一般是只读的，并接受主数据同步过来的数据。一个主数据库可以拥有多个从数据库，而一个从数据库只能拥有一个主数据库。

2、Redis主从复制的流程

（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，Maste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。

3、Redis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。

4、Redis主从复制的搭建

环境配置/安装包

安装包：redis-5.0.7.tar.gz

安装Redis（所有主机）

systemctl stop firewalldsetenforce 0yum install -y gcc gcc-c++ maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/cd /opt/redis-5.0.7/make && make PREFIX=/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils./install_server.sh回车四次，下一步需要手动输入Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

修改Master节点Redis配置文件

（192.168.172.10）

vim /etc/redis/6379.confbind 0.0.0.0#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段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

修改Slave节点Redis配置文件

（192.168.172.20）、（192.168.172.30）

vim /etc/redis/6379.confbind 0.0.0.0#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡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 192.168.172.10 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

验证主从效果

在Master节点上看日志

tail -f /var/log/redis_6379.log

在Master节点上验证从节点

redis-cli info replication

二、Redis 哨兵模式

哨兵是Redis集群架构中非常重要的一个组件，哨兵的出现主要是解决了主从复制出现故障时需要人为干预的问题。

1、哨兵模式的原理

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。

2、哨兵模式主要功能

集群监控:负责监控Redis master和slave进程是否正常工作消息通知:如果某个Redis实例有故障，那么哨兵负责发送消息作为报警通知给管理员故障转移:如果master node挂掉了，会自动转移到slave node上配置中心:如果故障转移发生了，通知client客户端新的master地址

使用一个或者多个哨兵(Sentinel)实例组成的系统，对redis节点进行监控，在主节点出现故障的情况下，能将从节点中的一个升级为主节点，进行故障转义，保证系统的可用性。

3、哨兵模式的结构

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。

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。

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、优点与缺点

优点：高可用，哨兵模式是基于主从模式的，所有主从模式的优点，哨兵模式都有；主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高缺点：redis 比较难支持在线扩容，在群集容量达到上限时在线扩容会变得很复杂

5、哨兵模式的搭建

环境配置

修改 Redis 配置文件（所有节点操作）

systemctl stop firewalldsetenforce 0vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.confprotected-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 192.168.172.10 6379 2#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.172.10:6379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个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000#113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）sentinel failover-timeout mymaster 180000#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）

启动哨兵模式

PS：先启master，再启slave

cd /opt/redis-5.0.7/redis-sentinel sentinel.conf &注意！先启动主服务器，再启动从服务器

先启动主节点

在启动从节点

查看哨兵模式信息

redis-cli -p 26379 info Sentinel

Master：192.168.172.10

故障模拟

Master：192.168.172.10

查看redis-server进程号netstat -natp | grep rediskill -9 11343#Master节点上redis-server的进程号

验证结果

tail -f /var/log/sentinel.logredis-cli -p 26379 INFO Sentinel

三、Redis 群集模式

redis的哨兵模式基本已经可以实现高可用、读写分离，但是在这种模式，每台redis服务器都存储相同的数据，很浪费内存资源，所以加入了 Cluster 群集模式，实现了redis的分布式存储，也就是说，每台redis节点存储着不同的内容

群集部署建议至少3台以上的master节点，建议使用3主3从六个节点的模式

Cluster 群集由多个redis服务器组成的分布式网络服务群集，群集中有多个master主节点，每个主节点都可读可写，节点之间会互相通信，两两相连，redis群集无中心节点

在 redis-Cluster 群集中，可以给每个主节点添加从节点，主节点和从节点直接遵循主从模型的特性，当用户需要处理更多读请求的时候，添加从节点可以扩展系统的读性能

redis-Cluster 的故障转移：redis群集的主节点内置了类似 redis sentinel 的节点故障检测和自动故障转移功能，当群集中的某个主节点下线时，群集中的其他在线主节点会注意到这点，并且对已经下线的主节点进行故障转移

群集进行故障转移的方法和 redis sentinel 进行故障转移的方法基本一样，不同的是，在集群里面，故障转移是由集群中其他在线的主节点复制进行的，所以群集不必另外使用 redis sentinel

1、集群模式的搭建

所有节点

cd /etc/redis/mkdir -p redis-cluster/redis6379cp /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/

#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/redis6379vim redis.confbind 192.168.172.10#69行，修改bind项，监听自己的IPprotected-mode no#88行，修改，关闭保护模式port 7001#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@192.168.172.20:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.172.30:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.172.40:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.172.50:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.172.60:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf

其余节点

vim /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf

所有节点

启动redis节点

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis-server redis.conf

启动集群

redis-cli --cluster create 192.168.172.10:7001 192.168.172.20:7002 192.168.172.30:7003 192.168.172.40:7004 192.168.172.50:7005 192.168.172.60:7006 --cluster-replicas 1

redis-cli -h 192.168.172.10 -p 7001 -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 zhangsancluster keyslot name#查看name键的槽编号