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一文教你了解Redis哨兵模式

2024-11-30 10:40

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在 深入学习Redis(3):主从复制 中曾提到,Redis主从复制的作用有数据热备、负载均衡、故障恢复等;但主从复制存在的一个问题是故障恢复无法自动化。本文将要介绍的哨兵,它基于Redis主从复制,主要作用便是解决主节点故障恢复的自动化问题,进一步提高系统的高可用性。

文章主要内容如下:首先介绍哨兵的作用和架构;然后讲述哨兵系统的部署方法,以及通过客户端访问哨兵系统的方法;然后简要说明哨兵实现的基本原理;最后给出关于哨兵实践的一些建议。文章内容基于Redis 3.0版本。

二、哨兵模式概述

哨兵模式是一种特殊的模式,首先Redis提供了哨兵的命令,哨兵是一个独立的进程,作为进程,它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令,等待Redis服务器响应,从而监控运行的多个Redis实例。

Redis哨兵

这里的哨兵有两个作用

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控,可能会出现问题,为此,我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控,这样就形成了多哨兵模式。

用文字描述一下故障切换(failover)的过程。假设主服务器宕机,哨兵1先检测到这个结果,系统并不会马上进行failover过程,仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用,这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用,并且数量达到一定值时,那么哨兵之间就会进行一次投票,投票的结果由一个哨兵发起,进行failover操作。切换成功后,就会通过发布订阅模式,让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机,这个过程称为客观下线。这样对于客户端而言,一切都是透明的。

三、部署

这一部分将部署一个简单的哨兵系统,包含1个主节点、2个从节点和3个哨兵节点。方便起见:所有这些节点都部署在一台机器上(局域网IP:192.168.92.128),使用端口号区分;节点的配置尽可能简化。

1.  部署主从节点

哨兵系统中的主从节点,与普通的主从节点配置是一样的,并不需要做任何额外配置。下面分别是主节点(port=6379)和2个从节点(port=6380/6381)的配置文件,配置都比较简单,不再详述。

#redis-6379.conf
port 6379
daemonize yes
logfile "6379.log"
dbfilename "dump-6379.rdb"
 
#redis-6380.conf
port 6380
daemonize yes
logfile "6380.log"
dbfilename "dump-6380.rdb"
slaveof 192.168.92.128 6379
 
#redis-6381.conf
port 6381
daemonize yes
logfile "6381.log"
dbfilename "dump-6381.rdb"
slaveof 192.168.92.128 6379

配置完成后,依次启动主节点和从节点:

redis-server redis-6379.conf
redis-server redis-6380.conf
redis-server redis-6381.conf

节点启动后,连接主节点查看主从状态是否正常,如下图所示:

图片

2.  部署哨兵节点

哨兵节点本质上是特殊的Redis节点。

3个哨兵节点的配置几乎是完全一样的,主要区别在于端口号的不同(26379/26380/26381),下面以26379节点为例介绍节点的配置和启动方式;配置部分尽量简化,更多配置会在后面介绍。

#sentinel-26379.conf
port 26379
daemonize yes
logfile "26379.log"
sentinel monitor mymaster 192.168.92.128 6379 2

其中,sentinel monitor mymaster 192.168.92.128 6379 2 配置的含义是:该哨兵节点监控192.168.92.128:6379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。

哨兵节点的启动有两种方式,二者作用是完全相同的:

redis-sentinel sentinel-26379.conf
redis-server sentinel-26379.conf --sentinel

按照上述方式配置和启动之后,整个哨兵系统就启动完毕了。可以通过redis-cli连接哨兵节点进行验证,如下图所示:可以看出26379哨兵节点已经在监控mymaster主节点(即192.168.92.128:6379),并发现了其2个从节点和另外2个哨兵节点。

图片

此时如果查看哨兵节点的配置文件,会发现一些变化,以26379为例:

图片

其中,dir只是显式声明了数据和日志所在的目录(在哨兵语境下只有日志);known-slave和known-sentinel显示哨兵已经发现了从节点和其他哨兵;带有epoch的参数与配置纪元有关(配置纪元是一个从0开始的计数器,每进行一次领导者哨兵选举,都会+1;领导者哨兵选举是故障转移阶段的一个操作,在后文原理部分会介绍)。

3.  演示故障转移

哨兵的4个作用中,配置提供者和通知需要客户端的配合,本文将在下一章介绍客户端访问哨兵系统的方法时详细介绍。这一小节将演示当主节点发生故障时,哨兵的监控和自动故障转移功能。

(1)首先,使用kill命令杀掉主节点:

图片

(2)如果此时立即在哨兵节点中使用info Sentinel命令查看,会发现主节点还没有切换过来,因为哨兵发现主节点故障并转移,需要一段时间。

图片

(3)一段时间以后,再次在哨兵节点中执行info Sentinel查看,发现主节点已经切换成6380节点。

图片

但是同时可以发现,哨兵节点认为新的主节点仍然有2个从节点,这是因为哨兵在将6380切换成主节点的同时,将6379节点置为其从节点;虽然6379从节点已经挂掉,但是由于哨兵并不会对从节点进行客观下线(其含义将在原理部分介绍),因此认为该从节点一直存在。当6379节点重新启动后,会自动变成6380节点的从节点。下面验证一下。

(4)重启6379节点:可以看到6379节点成为了6380节点的从节点。

图片

(5)在故障转移阶段,哨兵和主从节点的配置文件都会被改写。

对于主从节点,主要是slaveof配置的变化:新的主节点没有了slaveof配置,其从节点则slaveof新的主节点。

对于哨兵节点,除了主从节点信息的变化,纪元(epoch)也会变化,下图中可以看到纪元相关的参数都+1了。

图片

4.  总结

哨兵系统的搭建过程,有几点需要注意:

(1)哨兵系统中的主从节点,与普通的主从节点并没有什么区别,故障发现和转移是由哨兵来控制和完成的。

(2)哨兵节点本质上是redis节点。

(3)每个哨兵节点,只需要配置监控主节点,便可以自动发现其他的哨兵节点和从节点。

(4)在哨兵节点启动和故障转移阶段,各个节点的配置文件会被重写(config rewrite)。

(5)本章的例子中,一个哨兵只监控了一个主节点;实际上,一个哨兵可以监控多个主节点,通过配置多条sentinel monitor即可实现。

来源:java知路内容投诉

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