Redis哨兵模式的原理和实践
Redis是一种开源的、基于内存的、支持多种数据结构的键值对数据库,它具有高性能、高并发、高可扩展性等特点,广泛应用于各种场景中。但是,如果只使用单个Redis实例,那么就会存在单点故障的风险,一旦Redis实例宕机或者网络故障,就会导致数据丢失或者服务不可用。为了解决这个问题,Redis提供了一种称为哨兵模式(Sentinel Mode)的高可用方案,它可以实现Redis集群的监控、故障发现、故障转移和通知等功能。
哨兵模式的原理
哨兵模式是一种分布式系统,它由一个或多个哨兵节点(Sentinel Node)和一个或多个Redis节点(Redis Node)组成。其中,Redis节点可以分为主节点(Master Node)和从节点(Slave Node),主节点负责处理客户端的读写请求,从节点负责复制主节点的数据,并在主节点故障时接管其角色。哨兵节点是一种特殊的Redis客户端,它不存储数据,而是负责监控Redis节点的运行状态,并在检测到主节点故障时,自动选举出一个从节点作为新的主节点,并通知其他哨兵节点和客户端更新配置信息。
哨兵模式的工作流程如下:
1. 哨兵节点定期向所有Redis节点发送心跳包,检测其是否存活,并收集其相关信息,如角色、复制偏移量、运行时间等。
2. 如果哨兵节点在一定时间内没有收到某个主节点的心跳回复,或者收到了错误的回复,那么它就会认为该主节点已经下线,并将其标记为主观下线(Subjectively Down)。
3. 如果哨兵节点发现某个主节点被标记为主观下线,那么它就会向其他哨兵节点询问该主节点的状态,如果超过一定比例(默认为50%)的哨兵节点也认为该主节点已经下线,那么它就会将该主节点标记为客观下线(Objectively Down),并开始执行故障转移操作。
4. 故障转移操作包括以下几个步骤:
哨兵节点从所有从节点中选出一个合适的候选者(Candidate),作为新的主节点。候选者的选择标准包括复制偏移量、运行时间、优先级等因素。
哨兵节点向候选者发送命令,让其成为新的主节点,并断开与原来的主节点的复制关系。
哨兵节点向其他从节点发送命令,让其成为新主节点的从节点,并建立与新主节点的复制关系。
哨兵节点向其他哨兵节点发送命令,让其更新配置信息,并将新主节点的地址通知给客户端。
5. 如果原来的主节点恢复了正常,那么它就会成为新主节点的从节点,并重新加入到集群中。
哨兵模式的实践
要使用哨兵模式,需要对Redis和哨兵的配置文件进行相应的修改。以下是一个简单的示例,假设有一个主节点(IP为192.168.1.1,端口为6379)和两个从节点(IP为192.168.1.2和192.168.1.3,端口都为6379),以及三个哨兵节点(IP为192.168.1.4、192.168.1.5和192.168.1.6,端口都为26379)。
Redis节点的配置
Redis节点的配置文件中,需要设置以下几个参数:
1.bind:指定Redis节点绑定的IP地址,如果有多个IP地址,可以用空格分隔。默认为127.0.0.1,表示只能本机访问。如果要允许外部访问,可以设置为0.0.0.0,表示绑定所有可用的IP地址。
2.port:指定Redis节点监听的端口号,默认为6379。
3.daemonize:指定Redis节点是否以守护进程的方式运行,默认为no。如果要以守护进程的方式运行,可以设置为yes,并指定一个pid文件的路径。
4.protected-mode:指定Redis节点是否开启保护模式,默认为yes。保护模式下,如果没有设置密码或者没有绑定特定的IP地址,那么Redis节点只能本机访问。如果要关闭保护模式,可以设置为no。
5.requirepass:指定Redis节点访问时需要的密码,默认为空。如果设置了密码,那么客户端在连接Redis节点时,需要先发送AUTH命令进行认证。
6.masterauth:指定从节点连接主节点时需要的密码,默认为空。如果主节点设置了密码,那么从节点在复制主节点时,需要先发送AUTH命令进行认证。
7.replicaof:指定从节点复制的主节点的IP地址和端口号,默认为空。如果设置了该参数,那么该Redis节点就会成为从节点,并尝试与主节点建立复制关系。
以下是主节点和从节点的配置文件示例:
主节点配置文件
从节点配置文件
哨兵节点的配置
哨兵节点的配置文件中,需要设置以下几个参数:
1.sentinel monitor:指定哨兵监控的主节点的名称、IP地址、端口号和投票数。名称可以自定义,但不能重复;IP地址和端口号必须与主节点一致;投票数表示在执行故障转移时,至少需要多少个哨兵同意才能开始。一般情况下,投票数应该小于或等于哨兵总数的一半加一,以避免出现脑裂(Split Brain)现象。
2.sentinel auth-pass:指定哨兵连接主节点或从节点时需要的密码,默认为空。如果主节点或从节点设置了密码,那么哨兵在发送命令时,需要先发送AUTH命令进行认证。