一、Redis主從復制

1、Redis主從復制的概念

主從復制，是指將一臺Redis服務器的數據，復制到其他的Redis服務器。
前者稱為主節(jié)點(Master)，后者稱為從節(jié)點(Slave)；
數據的復制是單向的，只能由主節(jié)點到從節(jié)點。

默認情況下，每臺Redis服務器都是主節(jié)點；
且一個主節(jié)點可以有多個從節(jié)點(或沒有從節(jié)點)，但一個從節(jié)點只能有一個主節(jié)點。

2、Redis主從復制的作用

• 數據冗余：主從復制實現了數據的熱備份，是持久化之外的一種數據冗余方式。

• 故障恢復：當主節(jié)點出現問題時，可以由從節(jié)點提供服務，實現快速的故障恢復；實際上是一種服務的冗余。

• 負載均衡：在主從復制的基礎上，配合讀寫分離，可以由主節(jié)點提供寫服務，由從節(jié)點提供讀服務（即寫Redis數據時應用連接主節(jié)點，讀Redis數據時應用連接從節(jié)點），分擔服務器負載；尤其是在寫少讀多的場景下，通過多個從節(jié)點分擔讀負載，可以大大提高Redis服務器的并發(fā)量。

• 高可用基石：除了上述作用以外，主從復制還是哨兵和集群能夠實施的基礎，因此說主從復制是Redis高可用的基礎。

3、Redis主從復制的流程

• 第一步：若啟動一個Slave機器進程，則它會向Master機器發(fā)送一個“sync command”命令，請求同步連接。

• 第二步：無論是第一次連接還是重新連接，Master機器都會啟動一個后臺進程，將數據快照保存到數據文件中（執(zhí)行rdb操作），同時Master還會記錄修改數據的所有命令并緩存在數據文件中。

• 第三步：后臺進程完成緩存操作之后，Maste機器就會向Slave機器發(fā)送數據文件，Slave端機器將數據文件保存到硬盤上，然后將其加載到內存中，接著Master機器就會將修改數據的所有操作一并發(fā)送給Slave端機器。若Slave出現故障導致宕機，則恢復正常后會自動重新連接。

• 第四步：Master機器收到Slave端機器的連接后，將其完整的數據文件發(fā)送給Slave端機器，如果Mater同時收到多個Slave發(fā)來的同步請求，則Master會在后臺啟動一個進程以保存數據文件，然后將其發(fā)送給所有的Slave端機器，確保所有的Slave端機器都正常。

4、Redis主從復制的搭建

master 、slave1、slave2

systemctl stop firewalldsetenforce 0

1）安裝Redis

我上篇安裝redis詳細說明

yum install -y gcc gcc-c   makecd /opttar zxvf redis-5.0.7.tar.gzcd /opt/redis-5.0.7/make && make PREFIX=/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils./install_server.s......#回車四次后，手動輸入，需要一次性輸入正確Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

master

2）修改Master節(jié)點Redis配置文件

vim /etc/redis/6379.conf#70行，修改bind 項，0.0.0.0監(jiān)聽所有網段bind 0.0.0.0#137行，開啟守護進程daemonize yes#172行，指定日志文件目錄logfile /var/log/redis_6379.log#264行，指定工作目錄dir /var/lib/redis/6379#700行，開啟AOF持久化功能appendonly yes/etc/init.d/redis_6379 restart

3）修改Slave節(jié)點Redis配置文件

vim /etc/redis/6379.conf#70行，修改bind 項，0.0.0.0監(jiān)聽所有網卡bind 0.0.0.0#137行，開啟守護進程daemonize yes#172行，指定日志文件目錄logfile /var/log/redis_6379.log#264行，指定工作目錄dir /var/lib/redis/6379#288行，指定要同步的Master節(jié)點IP和端口replicaof 192.168.109.12 6379#700行，開啟AOF持久化功能appendonly yes/etc/init.d/redis_6379 restart

4）驗證主從效果

#在Master節(jié)點上看日志tail -f /var/log/redis_6379.log

#在Master節(jié)點上驗證從節(jié)點redis-cli info replication

#從節(jié)點查看master信息redis-cli info replication

二、Redis 哨兵模式

1、哨兵的核心功能：

在主從復制的基礎上，哨兵引入了主節(jié)點的自動故障轉移
哨兵的啟動依賴于主從模式，所以須把主從模式安裝好的情況下再去做哨兵模式，所有節(jié)點上都需要部署哨兵模式，哨兵模式會監(jiān)控所有的 Redis 工作節(jié)點是否正常，當 Master 出現問題的時候，因為其他節(jié)點與主節(jié)點失去聯系，因此會投票，投票過半就認為這個 Master 的確出現問題，然后會通知哨兵間，然后從 Slaves 中選取一個作為新的 Master。
注意：客觀下線是主節(jié)點才有的概念；如果從節(jié)點和哨兵節(jié)點發(fā)生故障，被哨兵主觀下線后，不會再有后續(xù)的客觀下線和故障轉移操作。

2、哨兵模式的原理

哨兵(sentinel)：是一個分布式系統，用于對主從結構中的每臺服務器進行監(jiān)控，當出現故障時通過投票機制選擇新的 Master 并將所有 Slave 連接到新的 Master。所以整個運行哨兵的集群的數量不得少于3個節(jié)點。

3、哨兵模式的作用

• 監(jiān)控：哨兵會不斷地檢查主節(jié)點和從節(jié)點是否運作正常。

• 自動故障轉移：當主節(jié)點不能正常工作時，哨兵會開始自動故障轉移操作，它會將失效主節(jié)點的其中一個從節(jié)點升級為新的主節(jié)點，并讓其他從節(jié)點改為復制新的主節(jié)點。

• 通知（提醒）：哨兵可以將故障轉移的結果發(fā)送給客戶端。

4、哨兵模式的結構

哨兵結構由兩部分組成，哨兵節(jié)點和數據節(jié)點：

• 哨兵節(jié)點：哨兵系統由一個或多個哨兵節(jié)點組成，哨兵節(jié)點是特殊的redis節(jié)點，不存儲數據。

• 數據節(jié)點：主節(jié)點和從節(jié)點都是數據節(jié)點。

5、哨兵模式的搭建

master 、slave1、slave2

1）修改 Redis 配置文件

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf#17行，關閉保護模式protected-mode no#21行，Redis哨兵默認的監(jiān)聽端口port 26379#26行，指定sentinel為后臺啟動daemonize yes#36行，指定日志存放路徑logfile "/var/log/sentinel.log"#65行，指定數據庫存放路徑dir "/var/lib/redis/6379"#84行，修改 指定該哨兵節(jié)點監(jiān)控192.168.1109.12:6379這個主節(jié)點，該主節(jié)點的名稱是mymaster，最后的2的含義與主節(jié)點的故障判定有關：至少需要2個哨兵節(jié)點同意，才能判定主節(jié)點故障并進行故障轉移sentinel monitor mymaster 192.168.109.12 6379 2#113行，判定服務器down掉的時間周期，默認30000毫秒（30秒）sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000#146行，故障節(jié)點的最大超時時間為180000（180秒）sentinel failover-timeout mymaster 180000

2）啟動哨兵模式(先啟master，再啟slave)

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

• master
  

  

• slave1、2
  

  
  
  
  

3）查看哨兵模式信息

redis-cli -p 26379 info Sentinel  #26379是哨兵默認監(jiān)聽端口

4）故障模擬

• master

#查看redis-server進程號[root@master redis-5.0.7]# ps aux | grep redisroot       9052  0.1  0.4 156552  7928 ?        Ssl  08:56   0:08 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379root      10076  0.3  0.4 153992  7884 ?        Ssl  10:05   0:02 redis-sentinel *:26379 [sentinel]root      10240  0.0  0.0 112828   984 pts/3    S    10:20   0:00 grep --color=auto redis#殺死 Master 節(jié)點上redis-server的進程號，模擬故障kill -9 9052#Master節(jié)點上redis-server的進程號

5）驗證結果

• master

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

三、Redis 群集模式

1、redis集群

集群：即Redis Cluster，是Redis 3.0開始引入的分布式存儲方案。
集群由多個節(jié)點(Node)組成，Redis的數據分布在這些節(jié)點中。集群中的節(jié)點分為主節(jié)點和從節(jié)點；只有主節(jié)點負責讀寫請求和集群信息的維護；從節(jié)點只進行主節(jié)點數據和狀態(tài)信息的復制。

2、集群的作用

數據分區(qū)

數據分區(qū)(或稱數據分片)是集群最核心的功能。
集群將數據分散到多個節(jié)點，一方面突破了Redis單機內存大小的限制，存儲容量大大增加；另一方面每個主節(jié)點都可以對外提供讀服務和寫服務，大大提高了集群的響應能力。
Redis單機內存大小受限問題，在介紹持久化和主從復制時都有提及；例如，如果單機內存太大，bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能導致主進程阻塞，主從環(huán)境下主機切換時可能導致從節(jié)點長時間無法提供服務，全量復制階段主節(jié)點的復制緩沖區(qū)可能溢出。

高可用

集群支持主從復制和主節(jié)點的自動故障轉移（與哨兵類似）；當任一節(jié)點發(fā)生故障時，集群仍然可以對外提供服務。

3、Redis集群的數據分片

Redis集群引入了哈希槽的概念
Redis集群有16384個哈希槽（編號0-16383）
集群的每個節(jié)點負責一部分哈希槽
每個Key通過CRC16校驗后對16384取余來決定放置哪個哈希槽，通過這個值，去找到對應的插槽所對應的節(jié)點，然后直接自動跳轉到這個對應的節(jié)點上進行存取操作

• 以3個節(jié)點組成的集群為例：
  節(jié)點A包含0到5460號哈希槽
  節(jié)點B包含5461到10922號哈希槽
  節(jié)點C包含10923到16383號哈希槽

• Redis集群的主從復制模型：
  集群中具有A、B、C三個節(jié)點，如果節(jié)點B失敗了，整個集群就會因缺少5461-10922這個范圍的槽而不可以用。
  為每個節(jié)點添加一個從節(jié)點A1、B1、C1整個集群便有三個Master節(jié)點和三個slave節(jié)點組成，在節(jié)點B失敗后，集群選舉B1位為的主節(jié)點繼續(xù)服務。當B和B1都失敗后，集群將不可用

4、搭建Redis 群集模式

redis的集群一般需要6個節(jié)點，3主3從。方便起見，這里所有節(jié)點在6臺服務器上模擬：
以IP及端口號進行區(qū)分，redis集群模式可以指定端口，不是只能使用6379端口，如果不想改的話也可以全都使用一個端口，這樣創(chuàng)建目錄和修改配置的時候更方便，所有節(jié)點除了監(jiān)聽的ip不一樣以外沒什么不同。

先在六臺服務器上安裝redis數據庫

所有節(jié)點

1）創(chuàng)建并復制相關文件

cd /etc/redis/#創(chuàng)建文件，文件名要根據端口創(chuàng)建，方便區(qū)別(6501\6502\...6506)mkdir -p redis-cluster/redis6501 cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6501/cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6501/

master1

2）修改配置文件，開啟群集功能

#注意文件名，IP，端口cd /etc/redis/redis-cluster/redis6501vim redis.conf#69行，修改bind項，監(jiān)聽自己的IPbind 192.168.109.7#88行，修改，關閉保護模式protected-mode no#92行，修改，redis監(jiān)聽端口port 6501#136行，以獨立進程啟動daemonize yes#699行，修改，開啟AOF持久化appendonly yes#832行，取消注釋，開啟群集功能cluster-enabled yes#840行，取消注釋，修改，群集名稱文件設置cluster-config-file nodes-6501.conf#846行，取消注釋，群集超時時間設置cluster-node-timeout 15000

master1節(jié)點上配置好的文件復制到其他節(jié)點

scp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.3:/etc/redis/redis-cluster/redis6502/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.12:/etc/redis/redis-cluster/redis6503/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.22:/etc/redis/redis-cluster/redis6504/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.33:/etc/redis/redis-cluster/redis6505/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.5:/etc/redis/redis-cluster/redis6506/redis.conf

除master1外的節(jié)點
改動不同點

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6502vim redis.conf#69行，修改bind項，監(jiān)聽自己的IPbind 192.168.109.3#92行，修改，redis監(jiān)聽端口port 6502#840行，取消注釋，修改，群集名稱文件設置cluster-config-file nodes-6502.conf

所有節(jié)點

3）啟動redis節(jié)點

#每臺服務器進入對應的文件中，執(zhí)行命令cd /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis-server redis.confps -ef |  grep redis

master1

4）啟動集群

redis-cli --cluster create 192.168.109.7:6501 192.168.109.3:6502 192.168.109.12:6503 192.168.109.22:6504 192.168.109.33:6505 192.168.109.5:6506 --cluster-replicas 1

5）測試群集

redis-cli -h 192.168.109.7 -p 6501 -c   #加-c參數，節(jié)點之間就可以互相跳轉cluster slots#查看節(jié)點的哈希槽編號范圍set test zhangsancluster keyslot test#查看name鍵的槽編號