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Redis 哨兵模式的原理及其搭建

2023-11-09 12:01:50

1.Redis哨兵

Redis提供了哨兵（Sentinel）機制來實現主從叢集的自動故障恢復。

1.1.哨兵原理

1.1.1.叢集結構和作用

哨兵的結構如圖：

哨兵的作用如下：

  • 監控：Sentinel 會不斷檢查您的master和slave是否按預期工作。

  • 自動故障恢復：如果master故障，Sentinel會將一個slave提升為master。當故障範例恢復後也以新的master為主。

  • 通知：Sentinel充當Redis使用者端的服務發現來源，當叢集發生故障轉移時，會將最新資訊推播給Redis的使用者端。

1.1.2.叢集監控原理

  • Sentinel基於心跳機制監測服務狀態，每隔1秒向叢集的每個範例傳送ping命令。

  • 主觀下線：如果某sentinel節點發現某範例未在規定時間響應，則認為該範例主觀下線。

  • 客觀下線：若超過指定數量（quorum）的sentinel都認為該範例主觀下線，則該範例客觀下線。quorum值最好超過Sentinel範例數量的一半。

1.1.3.叢集故障恢復原理

一旦發現master故障，sentinel需要在salve中選擇一個作為新的master，選擇依據是這樣的：

  • 首先會判斷slave節點與master節點斷開時間長短，如果超過指定值（down-after-milliseconds * 10）則會排除該slave節點。

  • 然後判斷slave節點的slave-priority值，越小優先順序越高，如果是0則永不參與選舉。

  • 如果slave-prority一樣，則判斷slave節點的offset值，越大說明資料越新，優先順序越高。

  • 最後是判斷slave節點的執行id大小，越小優先順序越高。

當選出一個新的master後，該如何實現切換呢？

流程如下：

  • sentinel給備選的slave1節點傳送slaveof no one命令，讓該節點成為master。

  • sentinel給所有其它slave傳送slaveof 192.168.150.101 7002 命令，讓這些slave成為新master的從節點，開始從新的master上同步資料。

  • 最後，sentinel將故障節點標記為slave，當故障節點恢復後會自動成為新的master的slave節點

1.1.4.總結

Sentinel的三個作用是什麼？

  • 監控
  • 故障轉移
  • 通知

Sentinel如何判斷一個redis範例是否健康？

  • 每隔1秒傳送一次ping命令，如果超過一定時間沒有相向則認為是主觀下線
  • 如果大多數sentinel都認為範例主觀下線，則判定服務下線

故障轉移步驟有哪些？

  • 首先選定一個slave作為新的master，執行slaveof no one
  • 然後讓所有節點都執行slaveof 新master
  • 修改故障節點設定，新增slaveof 新master

1.2.搭建哨兵叢集

1.2.1.叢集結構

這裡搭建一個三節點形成的Sentinel叢集，來監管之前的Redis主從叢集。如圖：

三個sentinel範例資訊如下：

節點 IP PORT
s1 192.168.150.101 27001
s2 192.168.150.101 27002
s3 192.168.150.101 27003

1.2.2.準備範例和設定

要在同一臺虛擬機器器開啟3個範例，必須準備三份不同的組態檔和目錄，組態檔所在目錄也就是工作目錄。

建立三個資料夾，名字分別叫s1、s2、s3：

# 進入/tmp目錄
cd /tmp
# 建立目錄
mkdir s1 s2 s3

如圖：

然後我們在s1目錄建立一個sentinel.conf檔案，新增下面的內容：

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"

解讀：

  • port 27001：是當前sentinel範例的埠
  • sentinel monitor mymaster 192.168.150.101 7001 2：指定主節點資訊
    • mymaster：主節點名稱，自定義，任意寫
    • 192.168.150.101 7001：主節點的ip和埠
    • 2：選舉master時的quorum值

然後將s1/sentinel.conf檔案拷貝到s2、s3兩個目錄中（在/tmp目錄執行下列命令）：

# 方式一：逐個拷貝
cp s1/sentinel.conf s2
cp s1/sentinel.conf s3
# 方式二：管道組合命令，一鍵拷貝
echo s2 s3 | xargs -t -n 1 cp s1/sentinel.conf

修改s2、s3兩個資料夾內的組態檔，將埠分別修改為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

1.2.3.啟動

為了方便檢視紀錄檔，我們開啟3個ssh視窗，分別啟動3個redis範例，啟動命令：

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

啟動後：

1.2.4.測試

嘗試讓master節點7001宕機，檢視sentinel紀錄檔：

檢視7003的紀錄檔：

檢視7002的紀錄檔：