Linux Redis主从复制 | 哨兵监控模式 | 集群搭建 | 超详细

一 Redis的主从复制

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。

二 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。

三 主从复制的流程

【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，Maste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。

四 主从复制实验

4.1 环境部署

  主redis 192.168.163.100从redis 192.168.163.110从redis 192.168.163.120

4.2 安装Redis（主从服务器）

systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
make
make PREFIX=/usr/local/redis install
cd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh#回车四次，下一步需要手动输入
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  	ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/`开启xhsell 发送键盘输入所有会话功能   几台服务器同时执行相同的命令`

4.3 修改Master节点Redis配置文件 (192.168.163.100)

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0						#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段
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

4.4 修改Slave节点Redis配置文件 (192.168.163.110 192.168.163.120)

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0						#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡
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 192.168.163.100 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

4.5 验证结果

[root@localhost utils]# tail -f /var/log/redis_6379.log 
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.402 * Background saving terminated with success
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.402 * Synchronization with replica 192.168.163.120:6379 succeeded
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.572 * Replica 192.168.163.110:6379 asks for synchronization
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.573 * Full resync requested by replica 192.168.163.110:6379
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.573 * Starting BGSAVE for SYNC with target: disk
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.573 * Background saving started by pid 79951
79951:C 30 Mar 2023 14:23:49.574 * DB saved on disk
79951:C 30 Mar 2023 14:23:49.575 * RDB: 4 MB of memory used by copy-on-write
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.607 * Background saving terminated with success
79946:M 30 Mar 2023 14:23:49.607 * Synchronization with replica 192.168.163.110:6379 succeeded

五 哨兵模式

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

5.1 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。

5.2 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，并让其他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。

5.3哨兵模式的结构

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。

5.4 哨兵模式搭建

在上面主从复制的基础上搭建哨兵

5.5 修改 Redis 配置文件（所有节点操作）

systemctl stop firewalld
setenforce 0vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf(哨兵配置文件)
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
sentinel monitor mymaster 192.168.163.100 6379 2	#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.163.100:6379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
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）

5.6 启动哨兵模式

先启master，再启slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意！先启动主服务器，再启动从服务器

监控主服务器哨兵日志：tail -f /var/log/sentinel.log
redis-cli -p 26379 INFO Sentinel

5.7 验证结果

查看redis-server进程号
杀死 Master 节点上redis-server的进程号
kill -9  	79946
#Master节点上redis-server的进程号
然后在原来的从上查看
redis-cli -p 26379 INFO Sentinel

六 redis群集

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。

6.1 群集的作用

（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bgrewriteaof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。

6.2 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#以3个节点组成的集群为例：
节点A包含0到5460号哈希槽
节点B包含5461到10922号哈希槽
节点C包含10923到16383号哈希槽#Redis集群的主从复制模型
集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。
为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用

6.3实验准备

集群部署 换IP地址了 
Master  192.168.10.10    6001      slave  192.168.10.10    6002
Master  192.168.10.20    6001      slave  192.168.10.20    6002
Master  192.168.10.30    6001      slave   192.168.10.30   6002
三台虚拟机全部关闭防火墙和selinux，并且下载安装redis包，解压，编译安装。

6.4 群集部署-reids编译准备

三台机器执行：
systemctl stop firewalld #关闭防火墙
setenforce 0  #关闭selinux
yum install gcc gcc-c++ make -y  #安装编译工具
#将安装包传输到每台机器的/opt目录下，安装包本人资源中心中redis-5.0.7.tar.gz可自行下载
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz  #将安装包解压在当前目录
cd  redis-5.0.7   #进入解压后的文件夹中
make #编译为二进制语言
make install prefix=/url/local/redis #写入磁盘指定位置/url/local/redis

6.5 虚拟机创建文件夹

三台机器执行：
cd /etc       #进入/etc目录
mkdir reids   #创建 redis目录
cd redis      #进入redis目录
mkdir -p redis-cluster/redis6001 #创建实例1文件夹
mkdir -p redis-cluster/redis6002 #创建实例2文件夹
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6001 #实例1拷贝主配置文件
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6001 #实例1拷贝客户端、服务端工具
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6002 #实例2拷贝主配置文件
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6002 #实例2拷贝客户端、服务端工具
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001   #进入实例1进行配置文件修改
vim redis.conf              #编辑实例1的配置文件
bind 0.0.0.0      #69行，监听所有地址
protected-mode no #88行，修改，关闭保护模式
port 6001         #92行，修改，redis监听端口(同一台机器的2个实例端口号不能相同)
daemonize yes     #136行，开启守护进程，以独立进程启动
logfile /var/log/redis_6001.log    #172行，指定日志文件目录
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，群集名称文件设置为实例端口.conf 
cluster-node-timeout 15000 #846行，取消注释群集超时时间设置 
appendonly yes #700行，修改，开启AOF持久化
#修改完成实例1后修改实例2，除端口号改为6002 日志文件目录改为6002.conf   群集名称文件改为nodes-6001.conf 其余与实例1一样即可。

6.6 启动多实例并查看服务

三台机器执行：
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001  #进入对应实例1目录
redis-server redis.conf    #执行启动redis实例1
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6002  #进入对应实例2目录
redis-server redis.conf    #执行启动redis实例2
ps -elf |grep redis  #查看是否为2个redis进程在运行

6.7 启动redis群集

随便一台执行
redis-cli --cluster create 192.168.10.10:6004 192.168.10.20:6001 192.168.10.30:6001 192.168.10.10:6002 192.168.10.20:6002 192.168.10.30:6002 --cluster-replicas 1
#前面三个ip+端口是master服务器，后面三个是slave服务器  --cluster-replicas 1 是指每个主节点有一个从节点
注意 我的10的6001改成了6004 其他没什么变化

6.8 验证群集结果

登录一台reids实例查看主从对应关系及哈希槽位范围
redis-cli -p 6001 #登录其中一台主redis
cluster slots #查看主从对应关系及哈希槽位范围