redis高可用
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，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。==缺陷:写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制:哨兵无法对从节点进行自动故障转移，在读写分离场景下，从节点故障会导致读服务不可用，需要对从节点做额外的监控、切换操作。==
●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。==
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。
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。
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。
==redis主从复制实验部分==
搭建Redis主从复制
Master节点: 192. 168.80.10
Slave1节点: 192.168.80.11
Slave2节点: 192. 168.80.12
systemctl stop firewalld
setenforce 0
-----安装Redis-----
yum install -y gCC gcc-C++ make
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
cd /opt/redis-5.0. 7/utils
./install_ server .sh
Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/ redis/bin/ redis- server
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
修改Redis 配置文件(Master节点操作)
-----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
修改Redis 配置文件(Slave节点操作)
修改Redis 配置文件(Slave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_ 6379.1og
#172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379
#264行，指定工作目录
replicaof 192.168.80.10 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
-----验证主从效果-----
在Master节点上看日志:
tail -f /var/log/redis_ 6379.1og
Replica 192.168.80.11:6379 asks for synchronization
Replica 192.168.80.12:6379 asks for synchronization
在Master节点上验证从节点
在Master节点上验证从节点:
redis-cli info replication
# Repl ication
role : maste r
connected slaves:2
slave0:ip=192.168.80.11, port=6379, state=online, offset=1246, lag=0
slave1:ip=192.168.80.12, port=6379, state=online, offset=1246, lag=1
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==
<img src="C:\Users\姜东\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1645753350690.png" alt="1645753350690" style="zoom:33%;" />
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。
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。
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秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次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。
主节点的选举:
1.过滤掉不健康的(已下线的)，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。
哨兵模式实验部分
==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==
搭建Redis哨兵模式-
搭建Redis哨兵模式---
Master节点: 192.168.80.10
Slave1节点: 192.168.80.11
Slave2节点: 192.168.80.12
systemctl stop firewalld
setenforce 0
修改Redis |哨兵模式的配置文件(所有节点操作)
-----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/1og/ 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 192.168.80.10 6379 2
#84行，修改
指定该哨兵节点监控192.168.80.10:6379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 3000
#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
-----启动哨兵模式-----
先启master，再启slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redi s-sentinel sentinel.conf &
查看哨兵信息
查看哨兵信息-----
redis-cli -p 26379 info Sentinel
# Sentinel
sentinel masters: 1
sentinel tilt:0
sentinel_ running_ scripts:0
sentinel_ scripts_ queue_ length:0
sentinel_ simulate_ failure_ flags:0
master0:name=mymaster, status=ok, address=192.168.80.10:6379, slaves=2, sentinels=3
#杀死Master 节点上redis-server的进程号
kill -9 57031
#Master节点上redis-server的进程号
#验证结果
tail -f /var/ 1og/ sentinel.log
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.170 # +failover-state-select-slave master mymaster 192.168.80.11 6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.170 # -sdown slave 192.168.80.12:6379 192.168.80.12 6379 @ mymaster 192.168.80.11 6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.272 # +selected-slave slave 192.168.80.12:6379 192.168.80.12 6379 @ mymaster 192.168.80.11
6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.272 * +failover-state- send-slaveof-noone slave 192.168.80.12:6379 192.168.80.12 6379 @
mymaster 192.168.80.11 6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.338 * +failover-state-wait-promotion slave 192.168. 80.12:6379192.168.80.12 6379 @
mymaster 192.168.80.11 6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.402 # - failover-abort-slave-timeout master mymaster 192.168.80.11 6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.799 # -sdown master mymaster 192.168.80.11 6379
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.826 # +new-epoch 41
57742:X 07 Aug 2020 16:19:21.827 # +vote-for- leader b12178afd9f862e0ead00763c2c7f1ae7f5de22e 41
57742:X 07 Aug 2020 16:19:31.137 * +convert-to-slave slave 192.168.80.12:6379 192.168.80.12 6379 @ mymaster
192.168.80.11 6379
2.redis-cli -p 26379 INFO Sentinel
# Sentinel
sentinel_ masters:1
sentinel_ tilt:0
sentinel_ running_ scripts:0
sentinel_ scripts_ _queue_ length:0
sentinel_ simulate_ failure_ flags:0
Redis群集模式
集群，即Redis Cluster,是Redis 3. 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。
集群的作用，可以归纳为两点:
(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--节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。
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
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。
搭建Redis群集模式
搭建Redis群集模式
redis的集群一般需要6个节点， 3主3从。方便起见，这里所有节点在同一台服务器上模拟:
以端口号进行区分: 3个主节点端口号: 6001/ 6002/6003， 对应的从节点端口号: 6004/ 6005/6006。
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
开启群集功能
#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 127.0.0.1
#69行，注释掉bind项，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
#700行，修改，开启AOF持久化
启动redis节点
#启动redis节点
分别进入那六个文件夹，执行命令: redis-server redis.conf ，来启动redis节点
cd /etc/redis/ redis-cluster/ redis6001
redis-server redis. conf
for d in {1..6}
do
cd /etc/redis/ redis-cluster/ redis600$d
redis-server redis. conf
done
ps -ef | grep redis
#启动集群
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。
测试群集**
#测试群集
redis-cli -P 6001 -C
#加-c参数，节点之间就可以互相跳转
127.0.0.1:6001> cluster slots
#查看节点的哈希槽编号范围
1) 1) (integer) 5461
2) (integer) 10922
#哈希槽编号范围
3) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6003
#主节点IP和端口号
3) " fdca 661922216dd69a 63a7c9d3c4540cd6baef44"
4) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6004
#从节点IP和端口号
3) "a2c0c32aff0f38980accd2b63d6d952812e44740"
2) 1) (integer) 0
2)
(integer) 5460
3) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6001
3) "0e5873747a2e2 6bdc935bc76c2ba fb19d0a54b11"
4) 1) "127.0.0.1"
2) (integer) 6006
3) "8842ef5584a85005e135 fd0ee59e5a0d67b0cf8e"
127.0.0.1:6001> set name zhangsan
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6003
0K
127.0.0.1:6001> cluster keyslot name
#查看name键的槽编号
redis-cli -p 6004 -C
127.0.0.1:6004> keys *
#对应的slave节点也有这条数据，但是别的节点没有
1) "name"
