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主从复制主要实现了数据的多机备份#xff0c;以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷#xff1a;故障
恢复无法自动化#xff1b;写操作无法负载均…●主从复制主从复制是高可用Redis的基础哨兵和集群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的故障恢复。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。
Redis 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。
#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。
#主从复制流程
1首次同步当从节点要进行主从复制时它会发送一个SYNC命令给主节点。主节点收到SYNC
命令后会执行BGSAVE命令来生成RDB快照文件并在生成期间使用缓冲区记录所有写操作。
2快照传输当主节点完成BGSAVE命令并且快照文件准备好后将快照文件传输给从节点。主
节点将快照文件发送给从节点并且在发送过程中主节点会继续将新的写操作缓冲到内存中。
3追赶复制当从节点收到快照文件后会加载快照文件并应用到自己的数据集中。一旦快照文
件被加载从节点会向主节点发送一个PSYNC命令以便获取缓冲区中未发送的写操作。
4增量复制主节点收到PSYNC命令后会将缓冲区中未发送的写操作发送给从节点从节点会
执行这些写操作保证与主节点的数据一致性。此时从节点已经追赶上了主节点的状态。
5同步从节点会继续监听主节点的命令并及时执行主节点的写操作以保持与主节点的数据
同步。主节点会定期将自己的操作发送给从节点以便从节点保持最新的数据状态.
注意:当slave首次同步或者宕机后恢复时会全盘加载以追赶上大部队即全量复制 搭建Redis 主从复制
上传文件 初始化 修改内核参数 加载 安装软件 解压编译 从节点配置 重启 登录查看 插入数据 从服务器数据跟新 查看日志 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。
#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。
#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。
#主节点的选举
1.过滤掉不健康的已下线的没有回复哨兵 ping 响应的从节点。
2.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
3.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
从节点优先级 搭建Redis 哨兵模式
修改 Redis 哨兵模式的配置文件所有节点操作 复制文件修改属组 修改配置文件 启动前先写一个脚本 返回修改文件 复制到另一台主机上 启动哨兵 跟踪日志 暂停主服务器 故障切换 VIP跳转到新的主机上 重新启动原来的主服务器
原来的主服务器自动变成从服务器 自动做主从复制 Redis 群集模式
集群即Redis Cluster是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。
集群由多组节点(Node)组成Redis的数据分布在这些节点组中。节点组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。
#集群的作用可以归纳为两点
1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。
2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组节点一方面突破了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。
#Redis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
集群的每组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。
搭建Redis 群集模式
redis的集群一般需要6个节点3主3从。方便起见这里所有节点在同一台服务器上模拟
以端口号进行区分3个主节点端口号6001/6002/6003对应的从节点端口号
6004/6005/6006。
准备目录 赋权 复制文件并配置 将文件赋给其他主机 启动 启动集群 查看对应关系
