redisd的高可用的升级版（主从、哨兵、Cluster集群）

一、(壹)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。

1、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。

2、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。

一、（贰）搭建Redis主从复制

1、环境要求

搭建一主两从的redis

systemctl stop firewalld
setenforce 0

2、安装 Redis

yum install -y gcc gcc-c++ make

tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C lopt/
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/

3、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

4、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.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 192.168.80.10 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

5、验证主从效果

(1)、在Master节点上看日志:

tail -f /var/ log/redis_6379.log
Replica 192.168.80.11:6379 asks for synchronization
Replica 192.168.80.12:6379 asks for synchronization

（2）、在Master节点上验证从节点:

redis-cli info replication

Replication
role:master
connected_slaves : 2
slave0:ip=192.168.80.11, port=6379,state=online, offset=1246,lag=0slave1:ip=192.168.80.12,port=6379,state=online,offset=1246,lag=1

二、（壹） Redis 哨兵模式

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。

{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。

2、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。

3、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。

4、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。

4.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1000)

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，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式

二、（贰）搭建Redis 哨兵模式

1、环境的搭配

systemctl stop firewalld
setenforce 0

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(tmp是存放临时文件，系统重启或者定时会清除tmp里的文件，所以不安全)
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个晴兵节点同意，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)

3、启动哨兵模式

先启master，再启slave

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &

4、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

三、（壹）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。

1、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grewriteaof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。

2、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
==注：如果一个节点内的所有服务器宕机后，这个节点对应的哈希槽就消失不可使用了，这个那个集群就会瘫痪，不能被使用。==

三、（贰）搭建Redis 群集模式

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。以端口号进行区分:7001,7002，7003，7004，7005，7006。

1、环境的搭配

2、在每台服务创建如下的目录并将文件复制到目录下：

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、对配置文件进行修改：

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6379
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 7001                                       #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  

修改完配置文件将配置文件传送至其他五台服务器:

scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.110.135:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.110.137:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.110.132:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.110.130:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf
scp /etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf root@192.168.110.128:/etc/redis/redis-cluster/redis6379/redis.conf

对每台服务器进行相应的地址更改跟端口的更改。

4、启动redis节点

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

5、启动集群

redis-cli --cluster create 192.168.110.131:7001 192.168.110.135:7002 192.168.110.137:7003 192.168.110.132:7004 192.168.110.130:7005 192.168.110.128:7002 --cluster-replicas 1

6、验证

redis-cli -h 192.168.184.10 -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 langtou
cluster keyslot name    #查看name键的槽编号