实例详解redis怎么部署集群

实例详解redis怎么部署集群,第1张

实例详解redis怎么部署集群 本篇文章给大家带来了关于redis的相关知识,其中主要介绍了集群部署的相关问题,包括了主从架构、哨兵高可用架构以及高可用集群等等,希望对大家有帮助。

推荐学习:Redis教程

1、Redis主从架构

1.1、主从复制原理
  • 从服务器连接主服务器,发送PSYNC命令;

  • 主服务器接收到PSYNC命名后,开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令;

  • 主服务器BGSAVE执行完后,向所有从服务器发送快照文件,并在发送期间继续记录被执行的写命令;

  • 从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据,载入收到的快照;

  • 主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令;

  • 从服务器完成对快照的载入,开始接收命令请求,并执行来自主服务器缓冲区的写命令;(从服务器初始化完成)

  • 主服务器每执行一个写命令就会向从服务器发送相同的写命令,从服务器接收并执行收到的写命令(从服务器初始化完成后的 *** 作)

  • 当master与slave之间的连接由于某些原因而断开时,slave能够自动重连Master,如果master收到了多个slave并发连接请求,它只会进行一次持久化,而不是一个连接一次,然后再把这一份持久化的数据发送给多个并发连接的slave。

1.2、主从复制优缺点

优点:

  • 支持主从复制,主机会自动将数据同步到从机,可以进行读写分离

  • 为了分载Master的读 *** 作压力,Slave服务器可以为客户端提供只读 *** 作的服务,写服务仍然必须由Master来完成

  • Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求,这样可以有效的分载Master的同步压力。

  • Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间,客户端仍然可以提交查询或修改请求。

  • Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间,如果有客户端提交查询请求,Redis则返回同步之前的数据

缺点:

  • Redis不具备自动容错和恢复功能,主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败,需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。

  • 主机宕机,宕机前有部分数据未能及时同步到从机,切换IP后还会引入数据不一致的问题,降低了系统的可用性。

  • Redis较难支持在线扩容,在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

1.3、redis主从架构搭建,配置从节点步骤

此处使用6380作为master节点 6381和6382作为slave节点

#1、 创建目录 conf/master-slave-cluster 存放对应集群的配置信息mkdir -p conf/master-slave-cluster# 创建目录 data 存放对应集群对应的数据信息(数据目录)mkdir -p /usr/local/redis/data/6380 
mkdir -p /usr/local/redis/data/6381 
mkdir -p /usr/local/redis/data/6382 
#复制一份redis.conf文件 重命名redis-6381.conf# 2、将相关配置修改为如下值:# 修改端口号port 6381# 把pid进程号写入pidfile配置的文件pidfile /var/run/redis_6381.pid  
# 指定日志存放目录logfile "6381.log"# 指定数据存放目录dir /usr/local/redis-5.0.3/data/6381 

# 需要注释掉bind# bind 127.0.0.1(bind绑定的是自己机器网卡的ip,如果有多块网卡可以配多个ip,代表允许客户端通过机器的哪些网卡ip去访问,内网一般可以不配置bind,注释掉即可)# 3、配置主从复制(6380是master不需要配置如下 只需给6381和6382配置如下属性)# 从本机6379的redis实例复制数据,Redis 5.0之前使用slaveofreplicaof xxx.xxx.xxx.xxx 6380  # 配置从节点只读replica-read-only yes  #4、启动从节点redis-server redis-6381.conf5、连接从节点
redis-cli -p 63816、测试在6380实例上写数据,6381实例是否能及时同步新修改数据7、同样的方法再配置一个6382的从节点
1.4、校验结果

查看redis的主从集群

master *** 作

# 连接master[root@ip redis]# src/redis-cli -p 6380127.0.0.1:6380> auth xiu123
OK127.0.0.1:6380> set name "zhangsan"OK127.0.0.1:6380> get name 
"zhangsan"

slave *** 作

# 连接slavesrc/redis-cli -p 6381127.0.0.1:6381> get name 
"zhangsan"#从节点只能进行读 *** 作127.0.0.1:6381> set name lisi(error) READONLY You can't write against a read only replica.127.0.0.1:6381> ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/36d9e96b1cae498fad03e04d695997c2.png#pic_center)

1.5、数据部分复制

当master和slave断开重连后,一般都会对整份数据进行复制。但从redis2.8版本开始,redis改用可以支持部分数据复制的命令PSYNC去master同步数据,slave与master能够在网络连接断开重连后只进行部分数据复制(断点续传)。

master会在其内存中创建一个复制数据用的缓存队列,缓存最近一段时间的数据,master和它所有的slave都维护了复制的数据下标offset和master的进程id,因此,当网络连接断开后,slave会请求master继续进行未完成的复制,从所记录的数据下标开始。如果master进程id变化了,或者从节点数据下标offset太旧,已经不在master的缓存队列里了,那么将会进行一次全量数据的复制。

主从复制(部分复制,断点续传)流程图:

如果有很多从节点,为了缓解主从复制风暴**(多个从节点同时复制主节点导致主节点压力过大),可以做如下架构,让部分从节点与从节点(与主节点同步)同步数据

2、Redis哨兵高可用架构

sentinel哨兵是特殊的redis服务,不提供读写服务,主要用来监控redis实例节点。哨兵的作用就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个

(1)监控主服务器和从服务器是否正常运行。

(2)主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。

2.1、哨兵的工作方式
  1. 哨兵架构下client端第一次从哨兵找出redis的主节点,后续就直接访问redis的主节点,当redis的主节点发生变化,哨兵会第一时间感知到,并且将新的redis主节点通知给client端。
  2. Sentinel 会定时的对自己监控的 master 执行 info 命令,获取最新的主从关系,还会定时的给所有的 redis 节点发送 ping 心跳检测命令,如果检测到某个 master 无法响应了,就会在给其他 Sentinel 发送消息,主观认为该 master 宕机,如果 Sentinel 集群认同该 master 下线的人数达到一个值,那么大家统一意见,下线该 master。
  3. 下线之前需要做的是找 Sentinel 集群中的某一个来执行下线 *** 作,这个步骤叫领导者选举,选出来以后会从该 master 所有的 slave 节点中挑一个合适的作为新的 master,并让其他 slave 重新同步新的 master
  4. 若没有足够数量的 Sentinel(哨兵)进程同意 Master主服务器下线, Master主服务器的客观下线状态就会被移除。若 Master主服务器重新向 Sentinel(哨兵)进程发送 PING 命令返回有效回复,Master主服务器的主观下线状态就会被移除。

三个定时任务
sentinel在内部有3个定时任务
1)每10秒每个sentinel会对master和slave执行info命令,这个任务达到两个目的:
a)发现slave节点
b)确认主从关系
2)每2秒每个sentinel通过master节点的channel交换信息(pub/sub)。master节点上有一个发布订阅的频道(sentinel:hello)。sentinel节点通过__sentinel__:hello频道进行信息交换(对节点的"看法"和自身的信息),达成共识。
3)每1秒每个sentinel对其他sentinel和redis节点执行ping *** 作(相互监控),这个其实是一个心跳检测,是失败判定的依据。

2.2、哨兵模式的优缺点

优点:

哨兵模式是基于主从模式的,所有主从的优点,哨兵模式都具有。

主从可以自动切换,系统更健壮,可用性更高。

缺点:

Redis较难支持在线扩容,在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

2.3、redis哨兵架构搭建步骤2.3.1、配置sentinel.conf文件
# 1、复制一份sentinel.conf文件mkdir sentinelcp sentinel.conf sentinel-26380.conf
# 保护模式protected-mode no
# 端口号port 26380# 是否静默启动daemonize yes
# pid进程号pidfile "/var/run/redis-sentinel-26380.pid"
# 日志文件logfile "/usr/local/redis/data/6380/sentinel.log"
# 哨兵服务数据存储dir "/usr/local/redis/data"
# 哨兵监控 sentinel monitor <masterName> <maste节点redis ip> <num 哨兵认可主观下线数量>
# 故障转移后  master节点ip会发生变化sentinel monitor mymaster 182.92.189.235 6380 2
# 连接master节点 密码# 设置连接master和slave时的密码,注意的是sentinel不能分别为master和slave设置不同的密码,因此master和slave的密码应该设置相同。sentinel auth-pass mymaster xiu123#sentinel config-epoch mymaster 9#sentinel leader-epoch mymaster 9# 自动生成 从节点信息 但是此处没有自动生成sentinel known-slave mymaster 182.92.189.235 6381sentinel known-slave mymaster 182.92.189.235 6382
# 自动生成配置 启动回自动生成一些配置
2.3.2、启动哨兵服务实例
#启动sentinel哨兵实例src/redis-sentinel sentinel-26380.conf
#查看sentinel的info信息src/redis-cli -p 26379127.0.0.1:26379>info
#可以看到Sentinel的info里已经识别出了redis的主从
#同理再次添加两个sentinel,端口26381和26382 并同理启动,注意上述配置文件里的对应数字都要修改

sentinel集群都启动完毕后,会将哨兵集群的元数据信息写入所有sentinel的配置文件里去(追加在文件的最下面),我们查看下如下配置文件sentinel-26380.conf,如下所示:

2.3.3、redis哨兵模式故障迁移
"shell
# 1、查看当前redis 集群服务 一主两从三哨兵
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# ps -ef | grep redis
root      1166 30926  0 22:43 pts/2    00:00:00 grep --color=auto redis
root     28998     1  0 21:12 ?        00:00:06 src/redis-server *:6380
root     29010     1  0 21:12 ?        00:00:06 src/redis-server *:6381
root     29020     1  0 21:12 ?        00:00:06 src/redis-server *:6382
root     31686     1  0 22:05 ?        00:00:05 src/redis-sentinel *:26380 [sentinel]
root     32553     1  0 22:22 ?        00:00:03 src/redis-sentinel *:26381 [sentinel]
root     32562     1  0 22:22 ?        00:00:03 src/redis-sentinel *:26382 [sentinel]
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# src/redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> auth xiu123
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=182.92.189.235,port=6381,state=online,offset=261525,lag=0
slave1:ip=182.92.189.235,port=6382,state=online,offset=261525,lag=1
... 省略部分代码

127.0.0.1:6380> quit

# 杀掉 redis
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# kill -9 28998
# 查看日志
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# tail -f data/6380/sentinel.log 
# 该哨兵认为主观下线
31686:X 12 Nov 2021 22:45:40.110 # +sdown master mymaster 182.92.189.235 6382
# 到达主观下线阙值 则客观下线
31686:X 12 Nov 2021 22:45:40.181 # +odown master mymaster 182.92.189.235 6382 #quorum 2/2
31686:X 12 Nov 2021 22:45:40.181 # +new-epoch 18
# 尝试故障转移
31686:X 12 Nov 2021 22:45:40.181 # +try-failover master mymaster 182.92.189.235 6382
# 投票选举主节点
31686:X 12 Nov 2021 22:45:40.189 # +vote-for-leader ba9eed52de8664c3fd8d76d9728b42a309c3401b 18
# 选择主节点 6381
31686:X 12 Nov 2021 22:45:41.362 # +switch-master mymaster 182.92.189.235 6382 182.92.189.235 6381

#查看新的主从节点信息 主节点6381 从节点6382
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# src/redis-cli -p 6381
127.0.0.1:6381> auth xiu123
OK
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=182.92.189.235,port=6382,state=online,offset=469749,lag=0
    
"
3、Redis 高可用集群3.1、高可用集群模式

3.2、Redis-Cluster集群

redis的哨兵模式基本已经可以实现高可用,读写分离 ,但是在这种模式下每台redis服务器都存储相同的数据,很浪费内存,所以在redis3.0上加入了cluster模式,实现的redis的分布式存储,也就是说每台redis节点上存储不同的内容。

Redis-Cluster采用无中心结构,它的特点如下:

所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。

节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。

客户端与redis节点直连,不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。

工作方式:

  • 在redis的每一个节点上,都有这么两个东西,一个是插槽(slot),它的的取值范围是:0-16383。还有一个就是cluster,可以理解为是一个集群管理的插件。当我们的存取的key到达的时候,redis会根据crc16的算法得出一个结果(hash函数),然后把结果对 16384 求余数,这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽,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 *** 作。

  • 为了保证高可用,redis-cluster集群引入了主从模式,一个主节点对应一个或者多个从节点,当主节点宕机的时候,就会启用从节点。当其它主节点ping一个主节点A时,如果半数以上的主节点与A通信超时,那么认为主节点A宕机了。如果主节点A和它的从节点A1都宕机了,那么该集群就无法再提供服务了。

  • redis集群是一个由多个主从节点群组成的分布式服务器群,它具有复制、高可用和分片特性。Redis集群不需要sentinel哨兵·也能完成节点移除和故障转移的功能。需要将每个节点设置成集群模式,这种集群模式没有中心节点,可水平扩展,据官方文档称可以线性扩展到上万个节点(官方推荐不超过1000个节点)。redis集群的性能和高可用性均优于之前版本的哨兵模式,且集群配置非常简单

3.3、Redis高可用集群搭建3.3.1、redis集群搭建

redis集群需要至少三个master节点,我们这里搭建三个master节点,并且给每个master再搭建一个slave节点,总共6个redis节点,这里用三台机器部署6个redis实例,每台机器一主一从,搭建集群的步骤如下:

6383(主) 6384(从)

6385(主) 6386(从)

6387(主) 6388(从)

节点配置
# 是否静默启动
daemonize yes
#端口号
port 6383

# pid进程文件
pidfile /var/run/redis_6383.pid
#数据存储
dir /usr/local/redis/data/redis-cluster/6383/

# 指定日志存放目录
logfile "/usr/local/redis/data/cluster-6383.log"


#是否启动集群模式
cluster-enabled yes

#(集群节点信息文件,这里最好和port对应上)
cluster-config-file nodes-6383.conf
cluster-node-timeout 10000

# 关闭保护模式
protected-mode  no
创建集群

redis集群配置好后,在5.X版本之前需要需要使用ruby脚本去创建集群,但是5.x之后可以通过redis-cli 执行创建集群命令即可

# 分别启动redis实例
src/redis-server conf/cluster/638*/redis.conf

# 下面命令里的1代表为每个创建的主服务器节点创建一个从服务器节点
# 执行这条命令需要确认三台机器之间的redis实例要能相互访问,可以先简单把所有机器防火墙关掉,如果不关闭防火墙则需要打开redis服务端口和集群节点gossip通信端口16379(默认是在redis端口号上加1W)
# 关闭防火墙
# systemctl stop firewalld # 临时关闭防火墙
# systemctl disable firewalld # 禁止开机启动
# 注意:下面这条创建集群的命令大家不要直接复制,里面的空格编码可能有问题导致创建集群不成功 
# 本次测试不远程连接 使用127.0.0.1 如果涉及远程连接需要设置真实公网ip


# -a 密码。  -- cluster create创建集群  --cluster-replicas 1 每一个master建立一个从节点 6个实例 中选择3个作为另外3个主节点的从节点,最终变成3主3从
src/redis-cli -a password --cluster create --cluster-replicas 1 127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384 127.0.0.1:6385 127.0.0.1:6386 127.0.0.1:6387 127.0.0.1:6388

问题:

#1、这是由于创建集群中的某一个服务中曾经插入过数据,并且已经产生了持久化文件,重新再进行创建集群 此时需要flushall命令清空所有数据
[ERR] Node 127.0.0.1:6383 is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0

#测试使用flush不好使用 只要找到配置文件对应数据存储目录 暴力rm删除

# 2、登陆某个集群出现 出现CLUSTERDOWN Hash slot not served 原因 启动集群实例后没有执行集群创建
验证集群

读写key需要 对key进行hash 不使用集群模式登陆客户端,则我们只访问单独会提示让我们去对应的节点上进行 *** 作

集群登陆

# 连接任意一个客户端即可:./redis-cli -c -h -p (-a访问服务端密码,-c表示集群模式,指定ip地址和端口号)
# -a 密码 -c 集群模式  -h ip -p port
src/redis-cli -a password -c -h 127.0.0.1 -p 6383

#进行验证: cluster info(查看集群信息)、cluster nodes(查看节点列表)
#进行数据 *** 作验证
#关闭集群则需要逐个进行关闭,使用命令:
src/redis-cli -a password -c -h 127.0.0.1 -p 638* shutdown
3.3.2、集群故障转移

上述集群三主三从 。6386、6387、6388分别对应主节点6383、6384、6385的从,如果某个主节点宕机,则从节点会自动被选举为主节点继续对外提供服务,一定的容错机制保证高可用。注意存在从节点的情况下,主从节点不具备读写分离,读写都使用主节点

# 模拟redis的故障转移

#登陆节点 发现 name这个key在6384上  age这个key在6383上 wdih这个key在6385上
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# src/redis-cli -a xiu123 -c -h 127.0.0.1 -p 6383
127.0.0.1:6384> get name
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6384
(nil)
127.0.0.1:6384> get age
-> Redirected to slot [741] located at 127.0.0.1:6383
"12"
127.0.0.1:6383> get width
-> Redirected to slot [15983] located at 127.0.0.1:6385
"110"
127.0.0.1:6385> quit

## 杀掉 6385这个主节点
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# kill -9 14187

# 重新登陆集群 获取 age、name 还是原来的节点 获取width 由6385转移到了6388  查看6380节点信息发现其变为了主节点
[root@iZ2ze505h9bgsa1t9twojyZ redis]# src/redis-cli -a xiu123 -c -h 127.0.0.1 -p 6383
127.0.0.1:6383> get age
"12"
# 这里因该是在选举master节点 导致集群短暂不可用(猜测)
127.0.0.1:6383> get name
(error) CLUSTERDOWN The cluster is down
127.0.0.1:6383> get name
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6384
"xieqx"

127.0.0.1:6384> get width
-> Redirected to slot [15983] located at 127.0.0.1:6388
"110"
127.0.0.1:6388> info replication
# Replication
role:master

# 杀掉 6388 则整个集群服务都不可用
127.0.0.1:6383> get name
(error) CLUSTERDOWN The cluster is down
3.3.3、集群动态扩缩容
#复制之前6383节点配置 创建6389、6390节点 并启动实例

--- 集群扩容 ----

#1、 添加master节点 
## add-node: 后面的分别跟着新加入的***master和集群的某个节点 NODE_ID***
src/redis-cli --cluster add-node 127.0.0.1:6389 127.0.0.1:6383 -a password
# 2、为增加的主节点添加从节点 
#--cluster-slave 表明添加的是slave节点 
## add-node: 后面的分别跟着新加入的****slave和slave对应的master NODE_ID***
#--cluster-master-id:表示slave对应的master的node ID
src/redis-cli --cluster add-node 127.0.0.1:6390 127.0.0.1:6389 --cluster-slave --cluster-master-id 353662f6868b187ad15bad9b7271b8f0848adf10 -a password

# 3、 重新分片slot
#-cluster-from:表示slot目前所在的节点的node ID,多个ID用逗号分隔
#--cluster-to:表示需要新分配节点的node ID(貌似每次只能分配一个)
# --cluster-slots:分配的slot数量
src/redis-cli --cluster reshard 127.0.0.1:6389 --cluster-from 47318cef1195f4281b7815bf66a41e31d68b6d16,0dbea2fff1554a3bbca70d28b81911e60c5bee6d,2fd29d61e867cb85e2e368ee62aebef33e7aaeb3 --cluster-to 353662f6868b187ad15bad9b7271b8f0848adf10 --cluster-slots 1024 -a password

#查看集群信息

 --- 集群缩容 ----

#下线节点127.0.0.1:6389(master)/127.0.0.1:6390(slave)

#(1)首先删除master对应的slave
#del-node后面跟着slave节点的 ip:port 和node ID
src/redis-cli --cluster del-node 127.0.0.1:6390 353662f6868b187ad15bad9b7271b8f0848adf10 -a password

#(2)清空master的slot 将一个下线的节点的slot重新分配到其他三个节点中
#reshard子命令前面已经介绍过了,这里需要注意的一点是,由于我们的集群一共有四个主节点,而每次reshard只能写一个目的节点,因此以上命令需要执行三次(--cluster-to对应不同的目的节点)。
#--cluster-yes:不回显需要迁移的slot,直接迁移。
src/redis-cli --cluster reshard 127.0.0.1:6389 --cluster-from 353662f6868b187ad15bad9b7271b8f0848adf10 --cluster-to 0dbea2fff1554a3bbca70d28b81911e60c5bee6d --cluster-slots 1024 --cluster-yes

#(3)下线(删除)节点 主节点
src/redis-cli --cluster del-node 127.0.0.1:6389 353662f6868b187ad15bad9b7271b8f0848adf10

推荐学习:Redis教程

以上就是实例详解redis怎么部署集群的详细内容,

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