Redis系列-第六篇哨兵模式

Redis的主从复制模式下， 一旦主节点由于故障不能提供服务， 需要人工将从节点晋升为主节点， 同时还要通知应用方更新主节点地址， 对于很多应用场景这种故障处理的方式是无法接受的。 可喜的是Redis从2.8开始正式
提供了Redis Sentinel（哨兵） 架构来解决这个问题。

总结：

Redis主从复制的缺点：没有办法对master进行动态选举，需要使用Sentinel机制完成动态选举

1. 哨兵模式介绍

• Sentinel(哨兵)进程是用于监控redis集群中Master主服务器工作的状态

• 在Master主服务器发生故障的时候，可以实现Master和Slave服务器的切换，保证系统的高可用（HA）

• 其已经被集成在redis2.6+的版本中，Redis的哨兵模式到了2.8版本之后就稳定了下来。

2.哨兵进程的作用

1. 监控(Monitoring): 哨兵(sentinel) 会不断地检查你的Master和Slave是否运作正常。

2. 提醒(Notification):当被监控的某个Redis节点出现问题时, 哨兵(sentinel) 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。

3.自动故障迁移(Automatic failover)：当一个Master不能正常工作时，哨兵(sentinel) 会开始一次自动故障迁移操作。

• 它会将失效Master的其中一个Slave升级为新的Master, 并让失效Master的其他Slave改为复制新的Master；

• 当客户端试图连接失效的Master时，集群也会向客户端返回新Master的地址，使得集群可以使用现在的Master替换失效Master。

• Master和Slave服务器切换后，Master的redis.conf、Slave的redis.conf和sentinel.conf的配置文件的内容都会发生相应的改变，即，Master主服务器的redis.conf配置文件中会多一行slaveof的配置，sentinel.conf的监控目标会随之调换。

3.哨兵进程的工作方式

1. 每个Sentinel（哨兵）进程以每秒钟一次的频率向整个集群中的Master主服务器，Slave从服务器以及其他Sentinel（哨兵）进程发送一个 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（哨兵）进程标记为主观下线（SDOWN）。
3. 如果一个Master主服务器被标记为主观下线（SDOWN），则正在监视这个Master主服务器的所有
   Sentinel（哨兵）进程要以每秒一次的频率确认Master主服务器的确进入了主观下线状态。
4. 当有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认Master主服务器进入了主观下线状态（SDOWN）， 则Master主服务器会被标记为客观下线（ODOWN）。
5. 在一般情况下， 每个Sentinel（哨兵）进程会以每 10 秒一次的频率向集群中的所有Master主服务器、Slave从服务器发送 INFO 命令。
6. 当Master主服务器被 Sentinel（哨兵）进程标记为客观下线（ODOWN）时，Sentinel（哨兵）进程向下线的 Master主服务器的所有 Slave从服务器发送 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（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。

4.安装和部署

4.1部署拓扑结构

4.2启动主节点

配置

redis-6379.conf主要修改参数

port 6379
daemonize yes
logfile "6379.log"
dbfilename "dump-6379.rdb"

启动

./redis-server redis-6379.conf

确认是否启动成功

方式1：

[root@localhost bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 ping
PONG

方式2：

[root@localhost bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)

4.2启动从节点

配置

从节点1 redis-6380.conf 主要修改参数

port 6380
daemonize yes
logfile "6380.log"
dbfilename "dump-6380.rdb"
slaveof 127.0.0.1 6379

从节点2 redis-6381.conf 主要修改参数

port 6381
daemonize yes
logfile "6381.log"
dbfilename "dump-6381.rdb"
slaveof 127.0.0.1 6379

启动

./redis-server redis-6380.conf

启动打印日志：

./redis-server redis-6381.conf

启动打印日志：

确认主从关系

[root@localhost bin]# ./redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master  ##当前节点角色
connected_slaves:2   ##从节点连接个数
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=392,lag=1   ##从节点连接信息
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=392,lag=2   ##从节点连接信息
master_replid:6bc06103642acba6430e01ec78ef18ada4736649
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:392
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:392

此时拓扑：

4.3部署Sentinel节点

3个Sentinel节点的部署方法是完全一致的（端口不同）

配置

主要修改参数 修改端口 ，修改主节点连接信息，其他使用默认就行了，具体参数后面会介绍

port 26379
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1

Sentinel节点的默认端口是26379

启动

./redis-sentinel sentinel-26379.conf

方法二， 使用redis-server命令加--sentinel参数：

redis-server sentinel-26379.conf --sentinel

日志

确认

Sentinel节点本质上是一个特殊的Redis节点， 所以也可以通过info命令 来查询它的相关信息 。

[root@localhost bin]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 26379 info Sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=127.0.0.1:6379,slaves=2,sentinels=1

其他两个配置是一样的。

最终拓扑

4.4宕机测试

现在在master节点上执行,如下操作，演示通过redis sentinel 进行故障转移和新master的选出

[root@localhost bin]# ./redis-cli shutdown

执行完上述操作后，三个哨兵打印的日志如下：

14549:X 24 Jul 15:44:44.568 # +vote-for-leader e31085285266ff86372eeeb4970c9a8de0471025 1
14549:X 24 Jul 15:44:44.604 # +sdown master mymaster 127.0.0.1 6379
14549:X 24 Jul 15:44:44.604 # +odown master mymaster 127.0.0.1 6379 #quorum 1/1
14549:X 24 Jul 15:44:44.604 # Next failover delay: I will not start a failover before Wed Jul 24 15:50:45 2019
14549:X 24 Jul 15:44:45.093 # +config-update-from sentinel e31085285266ff86372eeeb4970c9a8de0471025 127.0.0.1 26381 @ mymaster 127.0.0.1 6379
14549:X 24 Jul 15:44:45.093 # +switch-master mymaster 127.0.0.1 6379 127.0.0.1 6381
14549:X 24 Jul 15:44:45.093 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
14549:X 24 Jul 15:44:45.093 * +slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6381
14549:X 24 Jul 15:45:15.127 # +sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ mymaster 127.0.0.1 6381

意思就是选择6381为新的master

如下日志是在，6379执行shutdown前后在6381节点上执行的操作：

127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave    ###6379节点正常是，6381为从节点
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:0
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:166451
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:6bc06103642acba6430e01ec78ef18ada4736649
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:166451
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:253
repl_backlog_histlen:166199
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:master   ###执行shutdwon后成为新的master节点
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=217098,lag=1
master_replid:e39de2323e3ab0ff0eff1347ad1c65e2bd3fd917
master_replid2:6bc06103642acba6430e01ec78ef18ada4736649
master_repl_offset:217098
second_repl_offset:172878
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:253
repl_backlog_histlen:216846

5.Sentinel配置说明

# Example sentinel.conf
 
# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379
port 26379
 
# 哨兵sentinel的工作目录
dir /tmp
 
# 哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port 
# master-name  可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
# quorum 配置多少个sentinel哨兵统一认为master主节点失联 那么这时客观上认为主节点失联了
# sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
  sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
 
# 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
# 设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd
 
 
# 指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
# sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
 
# 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个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。
# sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
sentinel parallel-syncs mymaster 1
 
 
 
# 故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面： 
#1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
#2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
#3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。  
#4.当进行failover时，配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，slaves依然会被正确配置为指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
sentinel failover-timeout mymaster 180000
 
# SCRIPTS EXECUTION
 
#配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
#对于脚本的运行结果有以下规则：
#若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
#若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行。
#如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同。
#一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行。
 
#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。
#通知脚本
# sentinel notification-script <master-name> <script-path>
  sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh
 
# 客户端重新配置主节点参数脚本
# 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。
# sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
 sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh

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