当前位置: 首页 > 数据应用 > Redis

Redis哨兵集群:如何实现高可用性和故障转移

时间:2023-06-28 23:12:35 Redis

Redis是一种开源的、基于内存的、支持多种数据结构的键值存储系统,广泛应用于缓存、消息队列、排行榜等场景。Redis具有高性能、高并发、持久化等特点,但是单个Redis实例也存在单点故障的风险,如果Redis实例宕机或者网络故障,会导致数据丢失或者服务不可用。为了解决这个问题,Redis提供了哨兵集群(Sentinel Cluster)的机制,实现了高可用性和故障转移。

Redis哨兵集群是由一个或多个哨兵(Sentinel)节点和一个或多个Redis主从节点组成的分布式系统。哨兵节点是一种特殊的Redis节点,它不存储数据,而是负责监控和管理Redis主从节点的状态。哨兵节点可以执行以下功能:

1.监控:哨兵节点会定期向Redis主从节点发送心跳包,检测它们是否存活,是否能正常提供服务,是否符合预期的角色(主节点或从节点)。

2.通知:当哨兵节点发现某个Redis节点出现故障或者角色变化时,会向客户端或者其他哨兵节点发送通知,告知故障信息或者新的主从关系。

3.故障转移:当哨兵节点发现主节点出现故障时,会启动故障转移的流程,选举出一个新的主节点,并通知其他从节点和客户端切换到新的主节点。

4.配置提供:哨兵节点可以提供一个配置服务,让客户端可以通过哨兵节点获取当前可用的主节点地址。

为了保证哨兵集群的可靠性和一致性,哨兵节点之间也需要进行通信和协调。哨兵节点之间会通过发布订阅模式(Pub/Sub)来交换信息,比如故障检测结果、投票结果等。哨兵节点之间也会形成一个领导者选举(Leader Election)的过程,选出一个领导者来执行故障转移的操作。领导者选举的算法是基于Raft协议的简化版本,主要包括以下步骤:

1.当某个哨兵节点发现主节点出现故障时,会向其他哨兵节点发送请求投票(Request Vote)消息,试图成为领导者。

2.其他哨兵节点收到请求投票消息后,会根据自己对主节点的观察结果和已经投票给其他候选者的情况,决定是否给该候选者投票,并回复投票结果(Vote Response)消息。

3.如果某个候选者收到了超过半数(Quorum)的投票结果消息,并且都是赞成票,则该候选者成为领导者,并向其他哨兵节点发送领导者声明(Leader Announcement)消息。

4.其他哨兵节点收到领导者声明消息后,会停止自己的候选者活动,并接受领导者的指令。

当领导者成功选举出来后,它会执行以下操作: