Redis高可用部署及监控
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Redis Sentinel是redis自带的集群管理工具，主要功能有
· 监控（Monitoring）： Redis Sentinel实时监控主服务器和从服务器运行状态。
· 提醒（Notification）：当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时， Redis Sentinel 可以向系统管理员发送通知， 也可以通过 API 向其他程序发送通知。
· 自动故障转移（Automatic failover）： 当一个主服务器不能正常工作时，Redis Sentinel 可以将一个从服务器升级为主服务器， 并对其他从服务器进行配置，让它们使用新的主服务器。当应用程序连接到 Redis服务器时， Redis Sentinel会告之新的主服务器地址和端口。
Redis Sentinel 是一个分布式系统， 你可以在架构中运行多个 Sentinel 进程，这些进程通过相互通讯来判断一个主服务器是否断线，以及是否应该执行故障转移。
在配置Redis Sentinel时，至少需要有1个Master和1个Slave。当Master失效后,Redis Sentinel会报出失效警告，并通过自动故障转移将Slave提升为Master，并提供读写服务;当失效的Master恢复后，Redis Sentinel会自动识别，将Master自动转换为Slave并完成数据同步。
通过Redis Sentinel可以实现Redis零手工干预并且短时间内进行M-S切换，减少业务影响时间。
为了预防单节点故障，需要至少两台服务器，配置要求一致。
|
CPU |
内存 |
磁盘 |
|
>2 CORES |
>16 GB |
>100 GB |
在两个服务器中分别都部署Redis和Redis Sentinel。当Master中的Redis出现故障时（Redis进程终止、服务器僵死、服务器断电等），由Redis Sentinel将Master权限切换至Slave Redis中，并将只读模式更改为可读可写模式。应用程序通过Redis Sentinal确定当前Master Redis位置，进行重新连接。
根据业务模式，可以制定两种拓扑结构：单M-S结构和双M-S结构。如果有足够多的服务器，可以配置多M-S结构。
1、单M-S结构
单M-S结构特点是在Master服务器中配置Master Redis（Redis-1M）和Master Sentinel（Sentinel-1M）。Slave服务器中配置Slave Redis（Redis-1S）和Slave Sentinel（Sentinel-1S）。其中 Master Redis可以提供读写服务，但是Slave Redis只能提供只读服务。因此，在业务压力比较大的情况下，可以选择将只读业务放在Slave Redis中进行。
2、双M-S结构
双M-S结构的特点是在每台服务器上配置一个Master Redis，同时部署一个Slave Redis。由两个Redis Sentinel同时对4个Redis进行监控。两个Master Redis可以同时对应用程序提供读写服务，即便其中一个服务器出现故障，另一个服务器也可以同时运行两个Master Redis提供读写服务。缺点是两个Master redis之间无法实现数据共享，不适合存在大量用户数据关联的应用使用。
3、优劣对比
两个结构各有优缺点，分别适用于不同的应用场景：
单M-S结构适用于不同用户数据存在关联，但应用可以实现读写分离的业务模式。Master主要提供写操作，Slave主要提供读操作，充分利用硬件资源。
双（多）M-S结构适用于用户间不存在或者存在较少的数据关联的业务模式，读写效率是单M-S的两（多）倍，但要求故障时单台服务器能够承担两个Mater Redis的资源需求。
单M-S结构和双M-S结构配置相差无几，下面以双M-S结构配置为例。
1、Redis配置
1)Master Redis配置
在Server-1M上配置Redis-1M
# vi redis-1M.conf
## master redis-1M
## daemonize默认为no，修改为yes，启用后台运行
# Redis 默认pid 文件位置redis.pid
#当运行多个 redis 服务时，需要指定不同的 pid 文件和端口
pidfile redis-1M.pid
##端口号
port 6379
##验证口令
requirepass *************
masterauth *************
#绑定可连接Redis的IP地址,不设置将处理所有请求
# bind 127.0.0.1
#客户端连接的超时时间,单位为秒,超时后会关闭连接（0为不设置）
timeout 0
#日志记录等级
loglevel notice
#设置数据库的个数
databases 16
#日志刷新策略（Master禁用）
#save 900 1
#save 300 10
#save 60 10000
#是否使用压缩镜像备份
rdbcompression yes
#镜像备份文件的文件名
dbfilename redis-1M_dump.rdb
#镜像备份路径，默认值为 ./
dir /redis/backup
#设置该数据库为其他数据库的从数据库,主库无需设置
#slaveof
# slaveof
#指定与主数据库连接时需要的密码验证，主库无需设置
#masterauth
#masterauth
#如果 slave-serve-stale-data 设置成 'no'，slave会返回"SYNC with master in #progress"错误信息，但 INFO和SLAVEOF命令除外。
slave-serve-stale-data yes
#客户端连接访问口令
# requirepass foobared
#限制同时连接的客户数量，防止过多的client导致内存耗尽。如果有足够内存可以不进行#设置
#maxclients 10000
#设置redis能够使用的最大内存。
# maxmemory
##启用增量（Master禁用）
appendonly no
#增量日志文件名，默认值为appendonly.aof
appendfilename appendonly.aof
#设置对 appendonly.aof 文件进行同步的频率
#always 表示每次有写操作都进行同步,everysec 表示对写操作进行累积,每秒同步一次。
#no表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘，都进行同步,everysec 表示对写操作进行累#积,每秒同步一次
appendfsync everysec
#是否重置Hash表
#设置成yes后redis将每100毫秒使用1毫秒CPU时间来对redis的hash表重新hash，##可降低内存的使用。当使用场景有较为严格的实时性需求,不能接受Redis时不时的对请##求有2毫秒的延迟的话，把这项配置为no。如果没有这么严格的实时性要求,可以设置为 #yes,能够尽可能快的释放内存。
activerehashing yes
##Slave开启只读模式
slave-read-only yes
在Server-1S上配置Redis-2M
# vi redis-2M.conf
## master redis-2M
# Redis 默认pid 文件位置redis.pid
#当运行多个 redis 服务时，需要指定不同的 pid 文件和端口
pidfile redis-2M.pid
#镜像备份文件的文件名
dbfilename redis-1M_dump.rdb
#日志刷新策略（Slave启用）
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
#-----------------其他参数与redis-1M保持一致-----------------
daemonize yes
#……
2)Slave Redis配置
在Server-1S上配置Redis-1S
# Redis 默认pid 文件位置redis.pid
#当运行多个 redis 服务时，需要指定不同的 pid 文件和端口
pidfile redis-1S.pid
##端口号
port 7379
#镜像备份文件的文件名
dbfilename redis-1S_dump.rdb
#设置该数据库为其他数据库的从数据库,主库无需设置
Slaveof server-1M 6379
##启用增量（Master禁用）
appendonly yes
#-----------------其他参数与redis-1M保持一致-----------------
daemonize yes
#……
在Server-1M上配置Redis-2S
# Redis 默认pid 文件位置redis.pid
#当运行多个 redis 服务时，需要指定不同的 pid 文件和端口
pidfile redis-2S.pid
##端口号
port 7379
#镜像备份文件的文件名
dbfilename redis-2S_dump.rdb
#设置该数据库为其他数据库的从数据库,主库无需设置
Slaveof server-1S 6379
#-----------------其他参数与redis-2M保持一致-----------------
daemonize yes
#……
2、Redis Sentinel配置
在Server-1M上配置Sentinel-1M
vi sentinel-1M.conf
#hostname server-1M
#ip 192.168.84.129
#端口号
port 26379
sentinel monitor server-1M 192.168.84.129 6379 1
sentinel down-after-milliseconds server-1M 5000
sentinel failover-timeout server-1M 900000
sentinel can-failover server-1M yes
sentinel parallel-syncs server-1M 1
#Master redis-1S
#hostname server-1S
#ip 192.168.84.128
sentinel monitor server-1S 192.168.84.128 6379 1
sentinel down-after-milliseconds server-1S 5000
sentinel failover-timeout server-1S 900000
sentinel can-failover server-1S yes
sentinel parallel-syncs server-1S 1
在Server-1S上配置Sentinel-1S
#Master redis-1M
#hostname server-1M
#ip 192.168.84.128
#端口号
port 27379
sentinel monitor server-1M 192.168.84.129 6379 1
sentinel down-after-milliseconds server-1M 5000
sentinel failover-timeout server-1M 900000
sentinel can-failover server-1M yes
sentinel parallel-syncs server-1M 1
#Master redis-1S
#hostname server-1S
#ip 192.168.84.128
sentinel monitor server-1S 192.168.84.128 6379 1
sentinel down-after-milliseconds server-1S 5000
sentinel failover-timeout server-1S 900000
sentinel can-failover server-1S yes
sentinel parallel-syncs server-1S 1
3、启动服务
Server-1M启动redis
redis-server redis-1M.conf
redis-server redis-2M.conf
Server-1S启动redis
redis-server redis-1S.conf
redis-server redis-2Sd.conf
检测同步
Master日志检查：
[28162] 10 Nov 23:32:11.810 * DB loaded from append only file: 0.000 seconds
[28162] 10 Nov 23:32:11.810 * The server is now ready to accept connections on port 6379
[28162] 10 Nov 23:32:35.360 * Slave ask for synchronization
[28162] 10 Nov 23:32:35.360 * Starting BGSAVE for SYNC
[28162] 10 Nov 23:32:35.361 * Background saving started by pid 28170
[28170] 10 Nov 23:32:35.373 * DB saved on disk
[28170] 10 Nov 23:32:35.375 * RDB: 0 MB of memory used by copy-on-write
[28162] 10 Nov 23:32:35.437 * Background saving terminated with success
[28162] 10 Nov 23:32:35.438 * Synchronization with slave succeeded
Slave日志检查：
[28091] 10 Nov 23:27:15.908 * DB loaded from append only file: 0.001 seconds
[28091] 10 Nov 23:27:15.908 * The server is now ready to accept connections on port 6389
[28091] 10 Nov 23:27:15.944 * Connecting to MASTER...
[28091] 10 Nov 23:27:15.947 * MASTER <-> SLAVE sync started
[28091] 10 Nov 23:27:15.951 * Non blocking connect for SYNC fired the event.
[28091] 10 Nov 23:27:15.952 * Master replied to PING, replication can continue...
[28091] 10 Nov 23:27:15.990 * MASTER <-> SLAVE sync: receiving 50 bytes from master
[28091] 10 Nov 23:27:15.990 * MASTER <-> SLAVE sync: Loading DB in memory
[28091] 10 Nov 23:27:15.991 * MASTER <-> SLAVE sync: Finished with success
[28091] 10 Nov 23:27:15.993 * Background append only file rewriting started by pid 28094
[28094] 10 Nov 23:27:15.998 * SYNC append only file rewrite performed
[28094] 10 Nov 23:27:15.998 * AOF rewrite: 0 MB of memory used by copy-on-write
[28091] 10 Nov 23:27:16.047 * Background AOF rewrite terminated with success
[28091] 10 Nov 23:27:16.047 * Parent diff successfully flushed to the rewritten AOF (0 bytes)
[28091] 10 Nov 23:27:16.048 * Background AOF rewrite finished successfully
启动sentinel服务
redis-server sentinel-1M.conf --sentinel
[28156] 10 Nov 23:33:22.337 * +slave slave 192.168.84.129:6389 192.168.84.129 6389 @server-1S 192.168.84.128 6379
[28156] 10 Nov 23:39:37.071 # +sdown sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1S 192.168.84.128 6379
[28156] 10 Nov 23:39:37.072 # +sdown sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1M 192.168.84.129 6379
[28156] 10 Nov 23:40:05.438 # -sdown sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1S 192.168.84.128 6379
[28156] 10 Nov 23:40:05.438 # -sdown sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1M 192.168.84.129 6379
[28156] 10 Nov 23:40:10.262 * -dup-sentinel masterserver-1S 192.168.84.128 6379 #duplicate of 192.168.84.128:26389 or e453a45a5e1421519dcbe00a199f203579b27b0f
[28156] 10 Nov 23:40:10.263 * +sentinel sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1S 192.168.84.128 6379
[28156] 10 Nov 23:40:10.263 * -dup-sentinel masterserver-1M 192.168.84.129 6379 #duplicate of 192.168.84.128:26389 or e453a45a5e1421519dcbe00a199f203579b27b0f
[28156] 10 Nov 23:40:10.263 * +sentinel sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1M 192.168.84.129 6379
redis-server sentinel-1S.conf --sentinel
[16383] 10 Nov 23:40:05.499 * +slave slave 192.168.84.129:6389 192.168.84.129 6389 @server-1S 192.168.84.128 6379
[16383] 10 Nov 23:40:05.500 * +slave slave 192.168.84.128:6389 192.168.84.128 6389 @server-1M 192.168.84.129 6379
[16383] 10 Nov 23:40:06.098 * +sentinel sentinel 192.168.84.129:26379 192.168.84.129 26379 @server-1S 192.168.84.128 6379
[16383] 10 Nov 23:40:08.404 * +sentinel sentinel 192.168.84.129:26379 192.168.84.129 26379 @server-1M 192.168.84.129 6379
4、故障模拟检测
模拟redis-1M（Master 192.168.84.129 6379）故障，sentinel自动检测状态，然后切换至redis-1S（Slave 192.168.84.128 6389）,并将redis-1M转移为redis-1S的slave，状态为+sdown。
[28156] 11 Nov 00:42:48.431 # +sdown masterserver-1M 192.168.84.129 6379
[28156] 11 Nov 00:42:48.431 # +odown masterserver-1M 192.168.84.129 6379 #quorum 1/1
[28156] 11 Nov 00:42:56.570 # +failover-detected masterserver-1M 192.168.84.129 6379
[28156] 11 Nov 00:42:56.670 # +failover-end masterserver-1M 192.168.84.129 6379
[28156] 11 Nov 00:42:56.670 # +switch-masterserver-1M 192.168.84.129 6379 192.168.84.128 6389
[28156] 11 Nov 00:42:57.055 * +sentinel sentinel 192.168.84.128:26389 192.168.84.128 26389 @server-1M 192.168.84.128 6389
[28156] 11 Nov 00:43:01.688 # +sdown slave 192.168.84.129:6379 192.168.84.129 6379 @server-1M 192.168.84.128 6389
1、备份策略
Redis提供两种相对有效的备份方法：RDB和AOF。
RDB是在某个时间点将内存中的所有数据的快照保存到磁盘上，在数据恢复时，可以恢复备份时间以前的所有数据，但无法恢复备份时间点后面的数据。
AOF是以协议文本的方式，将所有对数据库进行过写入的命令（及其参数）记录到 AOF 文件，以此达到记录数据库状态的目的。优点是基本可以实现数据无丢失（缓存的数据有可能丢失），缺点是随着数据量的持续增加，AOF文件也会越来越大。
在保证数据安全的情况下，尽量避免因备份数据消耗过多的Redis资源，采用如下备份策略：
Master端：不采用任何备份机制
Slave端：采用AOF（严格数据要求时可同时开启RDB），每天将AOF文件备份至备份服务器。
为了最大限度减少Master端的资源干扰，将备份相关全部迁移至Slave端完成。同时这样也有缺点，当Master挂掉后，应用服务切换至Slave端，此时的Slave端的负载将会很大。目前Redis不支持RDB和AOF参数动态修改，需要重启Redis生效，希望能在新的版本中实现更高效的修改方式。
2、灾难恢复
· 当Master端Redis服务崩溃（包含主机断电、进程消失等），Redis sentinel将Slave切换为读写状态，提供生产服务。通过故障诊断修复Master，启动后会自动加入Sentinel并从Slave端完成数据同步，但不会切换。
· 当Master和Slave同时崩溃（如机房断电），启动服务器后，将备份服务器最新的AOF备份拷贝至Master端，启动Master。一切完成后再启动Slave。
六、 运维监控
目前针对redis的监控比较少见，主要有redis-live、dredis等。但这些工具对redis性能消耗比较严重，实时监控比较困难。
redis的监控可以简单分为安全监控和性能监控。安全监控可以通过redis sentinel的输出日志判断Master和Slave的状态；性能监控需要收集redis的性能参数进行评估。因此二者并不冲突，通过shell脚本可以实现轻量级的监控，缺点是没有可视化的实时图表。
1、安全监控
Redis sentinel的输出日志简洁而且内容很丰富，包含redis的实时状态、故障切换时间以及sentinel自身的状态，并且针对故障消除也有详细的记录。通过对sentinel日志挖掘，找出故障时刻进行及时报警，并通知管理员。
由于sentinel默认不启用日志记录，可以通过以下方法记录日志：
vi sentinel-1M.sh
LOG=/redis/redis-2.6.16/log/sentinel-1M.log
redis-server /redis/redis-2.6.16/sentinel-1M.conf --sentinel >>$LOG &
sentinel_monitor
#---------------------------------------------------------------------------------------
#-- Redis sentinel log monitor --
#-- --
#-- VERSION : 1.0 Completed at 2013-11-12 --
#-- SUPPORT : redis 2.6 or later --
#-- FUNCTION:Sentinel log monitor --
#-- AUTHOR : Icecream --
#---------------------------------------------------------------------------------------
脚本内容请联系作者。
如有报错信息，通过Email通知管理员，并将日志信息写入监控日志。
通过crontab定期调用sentinel_monitor.sh进行日志监控：
##每分钟执行一次
* * * * * /redis/redis-2.6.16/log/sentinel_monitor.sh >/dev/null 2>&1
或
##每五分钟执行一次
*/5 * * * * /redis/redis-2.6.16/log/sentinel_monitor.sh >/dev/null 2>&1
监控日志输出样例：
-------------------------------------------------------------------------------
2013-11-11 17:46:01 Sentinel Monitor
-------------------------------------------------------------------------------
IP :192.168.84.129
HOSTNAME :ice11g1
SENTINEL :sentinel-1M
ERRORS :
[30220] 11 Nov 17:39:32.557 # +sdown slave 192.168.84.129:6379 192.168.84.129 6379 @ ice11g1 192.168.84.128 6389
[30220] 11 Nov 17:45:23.388 * +demote-old-slave slave 192.168.84.129:6379 192.168.84.129 6379 @ ice11g1 192.168.84.128 6389
[30220] 11 Nov 17:45:23.587 # -sdown slave 192.168.84.129:6379 192.168.84.129 6379 @ ice11g1 192.168.84.128 6389
[30220] 11 Nov 17:45:33.426 * +slave slave 192.168.84.129:6379 192.168.84.129 6379 @ ice11g1 192.168.84.128 6389
-------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------
2013-11-11 17:47:01 Sentinel Monitor
-------------------------------------------------------------------------------
IP :192.168.84.129
HOSTNAME :ice11g1
SENTINEL :sentinel-1M
ERRORS :
OK,no error in sentinel-1M.log
2、性能监控
redis_monitor
#---------------------------------------------------------------------------------------
#-- Redis monitor --
#-- --
#-- VERSION : 1.0 Completed at 2013-11-12 --
#-- SUPPORT : redis 2.6 or later --
#-- FUNCTION:redis monitor --
#-- AUTHOR : Icecream --
#---------------------------------------------------------------------------------------
脚本内容请联系作者！
脚本输出样例：
[2013-11-15 14:52:31] 9 105.54M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:52:36] 9 105.58M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:52:41] 9 105.58M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:52:46] 9 105.58M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:52:51] 9 105.58M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:52:56] 9 105.58M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:01] 9 105.54M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:06] 9 105.54M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:11] 10 105.56M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:16] 10 105.60M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:21] 10 105.56M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:26] 10 105.63M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:31] 10 105.60M 116338688 1.05 135.59M
[2013-11-15 14:53:36] 10 105.56M 116338688 1.05 135.59M
通过输出日志可以手工绘制曲线图：