Redis 主从复制+哨兵+集群

1、总结写在前面

Redis 集群 = 数据分片 + 高可用性

Redis 哨兵 = 主从复制 + 故障转移

2、主从复制

2.1、准备配置

查看docker 容器 ip

docker inspect 容器id | grep IPAddress

docker inspect -f='{{.Name}} {{.NetworkSettings.IPAddress}}' $(docker ps -aq)

修改配置文件

初始配置文件见 => redis.conf

• 远程访问
  • bind 0.0.0.0
  • protected-mode no
• 主机设置
  • replicaof 172.17.0.2 6379
• 主机访问密码
  • masterauth 111111

redis_6379.conf

bind 0.0.0.0
protected-mode no
port 6379
pidfile /var/run/redis6379.pid
logfile "/data/6379.log"
dbfilename dump6379.rdb
dir /data
masterauth 111111
requirepass 111111
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appenddirname "appendonlydir"

redis_6380.conf

bind 0.0.0.0
protected-mode no
port 6379
pidfile /var/run/redis6380.pid
logfile "/data/6380.log"
dbfilename dump6380.rdb
dir /data
replicaof 172.17.0.2 6379
masterauth 111111
requirepass 111111
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appenddirname "appendonlydir"

redis_6381.conf

bind 0.0.0.0
protected-mode no
port 6379
pidfile /var/run/redis6381pid
logfile "/data/6381.log"
dbfilename dump6381.rdb
dir /data
replicaof 172.17.0.2 6379
masterauth 111111
requirepass 111111
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"
appenddirname "appendonlydir"

2.2、启动

docker run --name redis79  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6379/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6379/conf:/usr/local/etc/redis \
-p 6379:6379 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis6379.conf --port 6379

docker run --name redis80  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6380/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6380/conf:/usr/local/etc/redis \
-p 6380:6380 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis6380.conf --port 6380

docker run --name redis81  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6381/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6381/conf:/usr/local/etc/redis \
-p 6381:6381 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis6381.conf --port 6381

查看主从信息 info replication

主从关键点演示

从机不可以执行写命令

从机从头开始复制

先下线6381（此时master未插入数据），之后master执行set，再上线6381，6381复制master全量数据

主机下线后，主从关系不会变化

可以看到 redis79下线再上线，主从关系没有变化，只是从机的 master_link_status up down转换

2.3、主从复制工作流程

1. 建立连接
   • 节点发送slaveof命令与主节点建立连接
2. 数据同步
   • 主节点会执行bgsave命令生成RDB快照文件，并将其发送给从节点
   • 全量复制=>在节点初始化时，将主节点的数据一次性同步到从节点
   • 增量复制=>同步自上次同步之后发生变更的数据(从机重启之后增量复制，具体是记录一个偏移量)
3. 命令传播
   • 同步完成后，进入命令传播阶段，在此阶段，主节点将持续向从节点发送写命令

3、Redis哨兵

由于主从复制在master挂了之后，不会自动选取新的master，故引入哨兵。哨兵监控master和slave，当master挂了之后，在slave中选出新master

sentinel.conf

3.1、准备配置

查看 master 容器 IP，用于后面设置 master IP

sentinel26379.conf

protected-mode no
port 26379
daemonize yes
pidfile /var/run/redis-sentinel26379.pid
logfile "/data/sentinel26379.log"
dir /data
sentinel monitor mymaster 172.17.0.2 6379 2
sentinel auth-pass mymaster 111111

sentinel26380.conf

protected-mode no
port 26380
daemonize yes
pidfile /var/run/redis-sentinel26380.pid
logfile "/data/sentinel26380.log"
dir /data
sentinel monitor mymaster 172.17.0.2 6379 2
sentinel auth-pass mymaster 111111

sentinel26381.conf

protected-mode no
port 26381
daemonize yes
pidfile /var/run/redis-sentinel26381.pid
logfile "/data/sentinel26381.log"
dir /data
sentinel monitor mymaster 172.17.0.2 6379 2
sentinel auth-pass mymaster 111111

3.2、启动Redis

docker run --name redis6379  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6379/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/6379/conf:/usr/local/etc/redis \
-p 6379:6379 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis_6379.conf --port 6379

3.3、启动哨兵

docker run --name redis-sentinel26379 \
-v /usr/local/redis7.2.4/6379/conf/sentinel26379.conf:/usr/local/etc/redis/sentinel.conf \
-d 9b38108e295d

docker exec -it redis-sentinel26379 /bin/bash

redis-sentinel /usr/local/etc/redis/sentinel.conf

3.4、效果

所有启动的容器展示

搭建完成后主从关系

下线 6379 主机之后再上线主从关系

选举新的master，旧主变为slave

3.4、哨兵运行流程和选举原理

1、哨兵集群监控 master

2、sdown : sentinel 发送心跳包，一定时间没有收到master的回复，就认为主观下线

3、odown : 当有 quorum 个 sentinel 认为主观下线，就认为 master 客观下线

4、选出哨兵 leader （RAFT算法）

5、哨兵 leader 选出新master slaveof on one

• 比较优先级 repliica-priority (优先级数值小的)
• 比较复制偏移量 offset （偏移量大的）
• 比较 run id （run id 小的）

6、leader 让其他 slave 认新master

7、leader 让老master 降级，成为新 master 的 slave

3.5、哨兵使用建议

1、使用哨兵集群，保证高可用

2、哨兵节点的数量应该为奇数

3、哨兵集群 + 主从复制，不能保证数据零丢失

4、Redis集群

Redis 集群 = 数据分片 + 高可用性。在这种模式下，数据被分散存储在多个节点上，每个节点只保存部分数据。这提高了系统的可扩展性和性能。通过一致性哈希，集群能够实现自动的数据分片，同时通过节点间的通信保持数据的同步和状态的一致。

Redis 哨兵 = 主从复制 + 故障转移。当主节点发生故障时，哨兵节点会自动将从节点升级为新的主节点，并通知其他从节点和客户端更新配置。这种模式的优势在于其自动化的故障恢复机制，提高了系统的可用性，并且配置简单。

业务需要处理大量数据并且要求高性能，集群模式更合适

业务对数据量的要求不高，但希望建立一个简单且具有高可用性的缓存系统，哨兵模式更合适

4.1、槽映射实现方法和对比

4.2、集群搭建

配置基本相同，改下端口和文件名

bind 0.0.0.0
protected-mode no
port 7301
logfile "/data/cluster7301.log"
pidfile /data/cluster7301.pid
dir /data
dbfilename dump7301.rdb
appendonly yes
appendfilename "appendonly7301.aof"
requirepass 111111
masterauth 111111
 
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-7301.conf
cluster-node-timeout 5000

启动六个实例

docker run --name redis7301  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/conf/redis-cluster-7301.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf \
-p 7301:7301 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf --port 7301

docker run --name redis7306  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/conf/redis-cluster-7306.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf \
-p 7306:7306 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf --port 7306

启动容器并查看IP

docker inspect -f='{{.Name}} {{.NetworkSettings.IPAddress}}' $(docker ps -aq)

构建主从关系

进入容器 redis 7301

docker exec -it redis7301 /bin/bash

将六个节点加入到集群，一主一从

redis-cli -p 7301 -a 111111 --cluster create --cluster-replicas 1 \
172.17.0.7:7306 \
172.17.0.6:7305 \
172.17.0.5:7304 \
172.17.0.4:7303 \
172.17.0.3:7302 \
172.17.0.2:7301

查看集群和节点状态

操作集群

集群需要路由到位 ，即命令中添加 -c

查看key属于哪个槽

cluster keyslot key

4.3、主从切换（演示）

4.4、故障转移（演示）

redis7306 重新上线后，主从关系变了，为了改回初始的主从关系，登录到原来的主机使用 cluster failover

4.5、扩容（演示）

docker run --name redis7307  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/conf/redis-cluster-7307.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf \
-p 7307:7307 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf --port 7307

docker run --name redis7308  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/data:/data  \
-v /usr/local/redis7.2.4/cluster/conf/redis-cluster-7308.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf \
-p 7308:7308 -d 9b38108e295d \
redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf --port 7308

redis-cli -a 111111 -p 7301  --cluster add-node \
172.17.0.8:7307 \
172.17.0.2:7301

redis-cli -a 111111 -p 7301 --cluster add-node 要加入的节点信息【IP:PORT】 集群中任一节点信息【IP:PORT】

查看集群状态（新节点未分配槽位）

redis-cli -a 111111 -p 7301 --cluster check 【IP:PORT】 集群中的任一节点都能得到信息

重新分配槽位

分配从节点

redis-cli -a 密码 --cluster add-node ip:新slave端口 ip:新master端口 --cluster-slave --cluster-master-id 新主机节点ID

redis-cli -a 111111 -p 7301 --cluster add-node \
172.17.0.9:7308 \
172.17.0.8:7307 \
--cluster-slave --cluster-master-id 4a849f4b3d5e9e6bbf4412e8c86e7904477f4d4b

4.6、缩容（演示）

删除从节点7308

命令：redis-cli -a 密码 --cluster del-node ip:端口 节点ID

redis-cli -a 111111 -p 7301 --cluster del-node 172.17.0.9:7308 14cca2509252d583b06d3fe521eed8661f7efc15

将主节点7307的槽位重新分配给其他主节点

redis-cli -a 111111 --cluster reshard 172.17.0.2:7301

槽位重新分配，7307也变为从节点

删除原主节点7307

redis-cli -a 111111 -p 7301 --cluster del-node 172.17.0.8:7307 4a849f4b3d5e9e6bbf4412e8c86e7904477f4d4b