redis集群—哨兵

四哥 2018-09-10

redis sentinel 哨兵原理,配置和使用

Redis主从复制哨兵模式

Redis进阶实践之十 Redis哨兵集群模式

深入浅出Redis-redis哨兵集群

redis 的默认端口是6379

sentinel监听端口,默认是26379

Redis Ping 命令使用客户端向 Redis 服务器发送一个 PING ,如果服务器运作正常的话,会返回一个 PONG 。通常用于测试与服务器的连接是否仍然生效,或者用于测量延迟值

Redis Info 命令以一种易于理解和阅读的格式,返回关于 Redis 服务器的各种信息和统计数值

Redis Monitor 命令用于实时打印出 Redis 服务器接收到的命令,调试用。

Redis哨兵模式


redis集群—哨兵
 

哨兵的几个不足点:

1、哨兵集群中只要有一台宕了,整个集群的故障转移机制就失效了。

2、哨兵启动时候redis主库必需运行正常,否则故障转移机制也失效。

3、应用端需要先询问哨兵才能访问到redis主库,是否对效率也有明显的影响。

一、简介

在使用主从复制的情况下,Master服务器进行了down机的情况,我们的系统就不能再进行写的操作,所以此时redis在2.6版本引入了哨兵模式,但是并不稳定,2.8版本之后哨兵模式才稳定了起来。

顾名思义Redis的哨兵模式就是对redis系统进行实时的监控,其主要功能有下面两点

1.监测主数据库和从数据库是否正常运行。

2.当我们的主数据库出现故障的时候,可以自动将从数据库转换为主数据库,实现自动的切换。

Sentinel是Redis高可用性的解决方案:

由一个或多个Sentinel实例组成的Sentinel系统可以监视任意多个主服务器,以及这些主服务器属下的所有从服务器,并在被监视的主服务器进入下线状态时,自动将已下线主服务器属下的模模个从服务器升级为新的主服务器,然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

Redis提供的sentinel(哨兵)机制,通过sentinel模式启动redis后,自动监控master/slave的运行状态,

基本原理是:心跳机制+投票裁决

监控(Monitoring): Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。

提醒(Notification): 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时, Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。

自动故障迁移(Automatic failover): 当一个主服务器不能正常工作时, Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作, 它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器, 并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器; 当客户端试图连接失效的主服务器时, 集群也会向客户端返回新主服务器的地址, 使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器。

哨兵(sentinel) 虽然有一个单独的可执行文件 redis-sentinel ,但实际上它只是一个运行在特殊模式下的 Redis 服务器,你可以在启动一个普通 Redis 服务器时通过给定 --sentinel 选项来启动哨兵(sentinel),哨兵(sentinel) 的一些设计思路和zookeeper非常类似。

Sentinel集群之间会互相通信,沟通交流redis节点的状态,做出相应的判断并进行处理,这里的主观下线状态和客观下线状态是比较重要的状态,它们决定了是否进行故障转移,可以 通过订阅指定的频道信息,当服务器出现故障得时候通知管理员,客户端可以将 Sentinel 看作是一个只提供了订阅功能的 Redis 服务器,你不可以使用 PUBLISH 命令向这个服务器发送信息,但你可以用 SUBSCRIBE 命令或者 PSUBSCRIBE 命令, 通过订阅给定的频道来获取相应的事件提醒。一个频道能够接收和这个频道的名字相同的事件。 比如说, 名为 +sdown 的频道就可以接收所有实例进入主观下线(SDOWN)状态的事件。 

二、步骤:

1. 启动并初始化Sentinel(哨兵)

a、初始化服务器

b、将普通redis服务器使用的代码替换成Sentinel专用代码

c、初始化Sentinel状态,sentinelState结构中保存了服务器中所有和Sentinel功能有关的状态:

当前纪元,用于实现故障转移:uint64_t current_epoch

所有被这个sentinel监视的主服务器:dict *masters

是否进入了tilt模式:int tilt

正在执行的脚本数量:int running_scripts

进入tilt模式的时间:mstime_t tilt_start_time

最后一次执行时间处理器的时间:mstime_t previous_time

FIFO队列,包含了所有需要执行的用户脚本:list *scripts_queue

d、根据给定的配置文件,初始化Sentinel的监视主服务器列表(dict *masters):字典的键是被监视主服务器的名字,字典的值则是被监视主服务器对应的sentinelRedisInstance结构

e、创建连向主服务器的网络连接

命令连接:专门用于向主服务器发送命令,并接收命令回复

订阅连接:专门用于订阅主服务器的_sentinel_:hello频道

2. 获得主服务器信息

Sentinel默认会以每10s/次的频率,通过命令连接向它已知的所有Master,Slave发送 INFO命令,并通过分析INFO命令的回复来获取主服务器的当前信息

3. 获取从服务器信息  

当Sentinel发现主服务器有新的从服务器出现时,Sentinel除了会为这个新的从服务器创建相应的实例结构之外,还会创建连接到从服务器的命令连接和订阅连接。

4. 向主服务器和从服务器发送信息

默认情况下,Sentinel会以2s/次的频率,通过命令连接向所有被监视的主服务和从服务器发送信息

5. 接收来自主服务器和从服务器的频道信息

对于监视同一个服务器的多个Sentinel来说,一个Sentinel发送的信息会被其他Sentinel接收到,这些信息会被用于更新其他sentinel对发送信息sentinel的认知,也会被用于更新其他sentinel对被监视服务器的认知。

6. 检测主观下线状态

默认情况下,sentinel会以1s/次的频率向所有与它创建了命令连接的实例(包括主服务器、从服务器、其他sentinel在内)发送PING命令,并通过实例返回的PING命令回复来判断实例是否在线

7. 检查客观下线状态

当sentinel将一个主服务器判断为主观下线之后,为了确认这个主服务器是否真的下线,他会向同样监视这一主服务器的其他Sentinel进行询问,看他们是否也任务主服务器已经下线。当Sentinel从其他sentinel那里接收到足够数量的已下线判断之后,sentinel就会将主服务器判定为客观下线,并进行故障转移操作。

8. 选举领头sentinel

a、每个成为candidate的sentinel将自己纪元数+1,并向其他sentinel发送要求选举自己为局部领头sentinel的命令

b、每个folloewer-candidate都选举第一个接收到的请求作为自己的局部领头sentinel并回复,然后将自己的纪元数+1

c、 每个candidate统计自己的票数,如果>=n/2+1,则该sentinel成为领头sentinel。

9. 故障转移

a、 在已下线主服务器属下的所有从服务器里面,挑选出一个从服务器,并将其转换为主服务器

b、让已下线主服务器属下的所有从服务器改为复制新的主服务器

c、将已下线主服务器设置为新的主服务器的从服务器,当这个旧的主服务器重新上线时,他就会成为新的主服务器的从服务器。

三、Sentinel的工作方式:

1):每个Sentinel以 1s/次的频率向它所知的Master,Slave以及其他 Sentinel 实例发送一个 PING 命令 

2):如果一个实例(instance)距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值, 则这个实例会被 Sentinel 标记为主观下线(SDOWN)。 

3):如果一个Master被标记为主观下线,则正在监视这个Master的所有 Sentinel 要以 1s/次的频率确认Master的确进入了主观下线状态。 

4):当有足够数量的 Sentinel(大于等于配置文件指定的值)在指定的时间范围内确认Master的确进入了主观下线状态, 则Master会被标记为客观下线(ODOWN)。 

5):在一般情况下, 每个 Sentinel 会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有Master,Slave发送 INFO 命令 

6):当Master被 Sentinel 标记为客观下线时,Sentinel 向下线的 Master 的所有 Slave 发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次 

7):若没有足够数量的 Sentinel 同意 Master 已经下线, Master 的客观下线状态就会被移除。 

若 Master 重新向 Sentinel 的 PING 命令返回有效回复, Master 的主观下线状态就会被移除。

四、配置 

配置哨兵模式核心文件

sentinel monitor 被监控数据库名字(自己起名字) 127.0.0.1 6379(主机IP端口) 1

上面最后一个数字1,表示主机挂掉后salve(从机)投票看让谁接替成为主机,得票数多少后升为主机

启动哨兵模式

redis-sentinel /myredis/sentinel.conf

查看状态

INFO replication

Sentinel常用命令

1.  ping  //返回 PONG 。

2.  sentinel masters  //列出所有被监视的主服务器,以及这些主服务器的当前状态。

3.  sentinel slaves <master name>  //列出给定主服务器的所有从服务器,以及这些从服务器的当前状态。

4.  sentinel get-master-addr-by-name <master name>  //返回给定名字的主服务器的 IP 地址和端口号。如果这个主服务器正在执行故障转移操作,或者针对这个主服务器的故障转移操作已经完成,那么这个命令返回新的主服务器的IP 地址和端口号。

5.  sentinel reset <pattern>  //重置所有名字和给定模式 pattern 相匹配的主服务器。pattern参数是一个 Glob风格的模式。重置操作清除主服务器目前的所有状态,包括正在执行中的故障转移,并移除目前已经发现和关联的,主服务器的所有从服务器和Sentinel 。

 sentinel failover <master name>  //当主服务器失效时,在不询问其他 Sentinel意见的情况下,强制开始一次自动故障迁移(不过发起故障转移的 Sentinel 会向其他Sentinel 发送一个新的配置,其他Sentinel 会根据这个配置进行相应的更新)。

Sentinel配置详解

1. port 26379  //sentinel监听端口,默认是26379,可以修改。

2.  sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum> 

//告诉 sentinel去监听地址为ip:port的一个master,这里的master-name可以自定义,quorum是一个数字,指明当有多少个sentinel认为一个master失效时,master才算真正失效。master-name只能包含英文字母,数字,和“.-_”这三个字符。

配置示例:sentinel monitor master-1 127.0.0.1 6379 2

3. sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>   

//sentinel会向master发送心跳PING来确认master是否存活,如果 master在“一定时间范围”内不回应PONG或者是回复了一个错误消息,那么这个sentinel会主观地 (单方面地)认为这个master已经不可用了 (subjectively down, 也简称为SDOWN)。而这个down-after-milliseconds就是用来指定这个“一定时间范围”的,单位是毫秒。

配置示例:sentinel down-after-milliseconds master-1 5000

4.  sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds> 

//如果在该时间(ms)内未能完成failover操作,则认为该failover失败。

配置示例:sentinel failover-timeout master-1 18000

5. sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves> 

//在发生 failover主备切换时,这个选项指定了最多可以有多少个slave同时对新的 master进行同步,这个数字越小,完成failover所需的时间就越长,但是如果这个数字越大,就意味着越多的slave因为replication而不可用。可以通过将这个值设为 1来保证每次只有一个slave处于不能处理命令请求的状态。

配置示例:sentinel parallel-syncs master-1 1

6.  sentinel notification-script <master-name> <script-path>  //通知型脚本

当sentinel有任何警告级别的事件发生时(比如说redis实例的主观失效和客观失效等等),将会去调用这个脚本,这时这个脚本应该通过邮件,SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时,将传给脚本两个参数,一个是事件的类型,一个是事件的描述。如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径,那么必须保证这个脚本存在于这个路径,并且是可执行的,否则sentinel无法正常启动成功。

配置示例:sentinel notification-script master-1 D:\script.bat

7.  sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path> 

//当一个 master由于failover而发生改变时,这个脚本将会被调用,通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。以下参数将会在调用脚本时传给脚本:<master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>目前<state>总是“failover”, <role>是“leader”或者“observer”中的一个。参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的。这个脚本应该是通用的,能被多次调用,不是针对性的。

配置示例:sentinel client-reconfig-script mymaster D:\script.bat

8.  sentinel auth-pass <master-name> <password> 

//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。

配置示例:sentinel auth-pass master-1 grs

  

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