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Redis哨兵的配置和原理

哨兵是一个独立的进行,在一个一主多从的Redis系统中,可以使用多个哨兵监控整个Redis系统,哨兵之间也会互相监控。

作者:XuePeng77来源:今日头条|2020-02-07 09:44

哨兵

在一个典型的一主多从的Redis系统中,当主数据库遇到异常中断服务后,需要手动选择一个从数据库升级为主数据库,整个过程需要人工介入,难以自动化。

Redis2.8提供了哨兵2.0(2.6提供了1.0,但是问题较多),哨兵顾名思义就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括一下两个:

  • 监控主数据库和从数据库是否正常运行;
  • 主数据库出现故障时自动将从数据库升级为主数据库;

哨兵是一个独立的进行,在一个一主多从的Redis系统中,可以使用多个哨兵监控整个Redis系统,哨兵之间也会互相监控。

配置

基于前面的一主两从架构,为他们加入哨兵。

可以在三个redis节点的redis目录下找到sentinel.conf文件,这个文件就是哨兵的配置文件,修改配置如下:

  1. sentinel monitor mymaster 192.168.2.101 6379 3 

其中:

  • mymaster是要监控的主数据库名字,可以自定义;
  • 接下来是主数据库的ip和端口;
  • 最后一个3是指哨兵最低通过票数;

如果你需要后台启动,则修改daemonize参数:

  1. daemonize yes 

配置后如果有防火墙,不要忘记打开哨兵的端口,默认是26379。

最后,开启哨兵:

  1. redis-sentinel /yourpath/sentinel.conf 

做个测试,关闭主数据库(192.168.2.101)后,等待30秒(默认30秒):

  • 哨兵将从数据库中的一个节点升级成主数据库(192.168.2.102);
  • 将另一个从数据库(192.168.2.103)的主数据库(192.168.2.101)切换到新的主数据库(192.168.2.102);

随后启动刚才关闭的主数据库(192.168.2.101),哨兵自动将其转为从数据库;

Redis哨兵的配置和原理

原理

1. 监控过程

哨兵启动后,会与要监控的主数据库建立两条连接:

  • 一条用来用来订阅__sentinel__:hello频道以获取其他哨兵节点的信息;
  • 另一条用来定期向主数据库发送INFO等命令来获取主数据库本身的信息;

在和主数据库建立连接后,哨兵会定时执行下面3个操作:

  • 每10秒哨兵会向主数据库和从数据库发送INFO命令;
  • 每2秒哨兵会向主数据库和从数据库的__sentinel__:hello频道发送自己的信息;
  • 每1秒哨兵会向主数据库和从数据库和其他哨兵发送PING命令;

第一个操作是发送INFO命令,目的是获取主数据库的信息,以及主数据库的从数据库的信息,从而实现新节点的自动发现,并对从数据库也建立两条连接。

第二个操作是订阅__sentinel__:hello频道,并发送哨兵本身的信息,与同样监控该数据库的其他哨兵分享自己的信息,同时也能识别哨兵是否是新哨兵。哨兵与哨兵之间也会建立一个链接,用来发送PING命令;

第三个操作是发送PING命令,在发现了从数据库和其他哨兵后,要做的就是定时监控Redis服务是否停止,时间间隔与配置文件中的down-after-milliseconds有关,当这个值小于1秒时,哨兵会每隔该值的时间发送PING命令,当这个值大于1秒时,哨兵会每隔1秒发送一次PING命令。

配置方式是在sentinel.conf文件中加入:

  1. sentinel down-after-milliseconds mymaster 600 # 600毫秒发送一个PING 

当超过down-after-milliseconds时,如果PING的数据库未回复,则哨兵认为其主观下线。主观下线可以理解为当前的哨兵认为该节点下线了。

如果该节点是主数据库,则哨兵们会进一步判断是否需要对其进行故障修复:

哨兵会发送SENTINEL is-master-down-by-addr命令询问其他哨兵,判断他们是否也认为该主数据库下线,如果达到quorum参数,也就是我们在配置哨兵时的命令:

  1. sentinel monitor mymaster 192.168.2.101 6379 3 

的最后一个参数3,哨兵们会认为这个主数据库客观下线,并选举一个领头哨兵对主从系统发起故障恢复。

2. 领头哨兵选举

要进行故障恢复,则需要选举出一个领头哨兵,领头哨兵的选择算法是Raft算法,具体过程如下:

  • 发现主数据库客观下线的哨兵节点(A节点)想每个哨兵节点发送命令,要求对方选择自己成为领头哨兵;
  • 如果目标哨兵节点没有选择过其他人,则会同意将A设置成领头哨兵;
  • 如果A发现超过半数且超过quorum参数个哨兵节点同意选择自己,则A成功成为领头哨兵;
  • 当有多个哨兵同时参选,则会出现没有任何节点当选的可能,此时每个参选节点将等待一个随即时间重新发起竞选,直到选举成功。

3. 故障恢复

选择出领头哨兵后,会把从数据库中的一个挑选出来升级为主数据库:

  • 所有先线的从数据库中,选择优先级最高的,优先级可以通过slave-priority来设置;
  • 如果有多个一样优先级的从数据库,则复制的命令偏移量越大,越优先(与down掉的主数据库最接近);
  • 如果还有多个备选,则选择运行ID较小的(运行ID不会重复);

选择好节点后,领头哨兵将想这个节点发送slaveof no one,升级他为主数据库。

然后想其他从数据库发送slaveof命令切换主数据库。

最后更新内部的记录,将已经停止服务的旧的主数据库更新为新的主数据库的从数据库,当其回复后自动以从数据库的身份加入到主从架构中。

哨兵部署

哨兵的推荐部署方案:

  • 为每个节点(无论是主数据库还是从数据库)都部署一个哨兵;
  • 使每个哨兵与其对应的节点的网络环境相同或相近;

设置quorum的值为N/2+1,这样使得只有当大部分哨兵统一后才会选择领头哨兵进行故障恢复。

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【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】

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