一、Redis模式
Redis有三种模式:分别是主从同步/复制、哨兵模式、Cluster

主从复制:主从复制是高可用Redis的基础,哨兵和群集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。
二、Redis主从复制
2.1 主从复制概述
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。

2.2 主从复制
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。

2.3 Redis主从复制过程
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。
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。
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。
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。
2.4 搭建Redis主从复制
2.4-1 环境部署

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、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。

3.1 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。
3.2 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。

3.3 主节点的选举
过滤掉不健康的(已下线的),没有回复哨兵 ping 响应的从节点。
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)
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

3.4 搭建Redis 哨兵模式
Master节点:192.168.154.10
Slave1节点:192.168.154.11
Slave2节点:192.168.154.12

3.4-1 验证主从效果修改 Redis 哨兵模式的配置文件(所有节点操作)

 

 

 

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