Redis哨兵(sentinel)
什么是Redis哨兵
监控后台的预警者负责持续检查主服务器(master主机)的运行状态。一旦发现主服务器出现故障,系统将启动一个自动化的切换机制。这个机制会根据预设的投票规则,从多个备用服务器(从库)中选择一个来接替主服务器的角色。被选中的备用服务器将升级为新的主服务器,并继续无缝地对外提供服务,确保整个系统的持续稳定运行。这种机制有效避免了单点故障带来的风险,并提升了系统的整体可靠性和容错能力。
Redis哨兵作用
- 主从状态监测:监控主从redis库运行是否正常
- 哨兵系统负责不断检测Redis主服务器及其从服务器的运行状态,确保它们都正常运行。
- 通过实时的心跳检测和状态检查,哨兵能够迅速发现任何主从节点的问题。
- 消息通知:哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端
- 在发生主服务器故障转移等重要事件时,哨兵有能力向连接的客户端发送通知。
- 客户端可以接收到这些事件通知,并据此更新其连接配置或执行其他必要的操作。
- 自动故障恢复:如果master异常,则会进行主从切换,将其中一个slave作为新master
- 一旦检测到主服务器出现异常,哨兵系统会立即启动故障恢复流程。
- 这个过程涉及将从服务器中的一个提升为新的主服务器,同时更新其他从服务器的配置,使它们跟随新的主服务器。
- 动态配置服务:客户端通过连接哨兵来获得当前Redis服务的主节点地址
- 哨兵系统充当了动态配置服务的角色,客户端无需预先知道主服务器的固定地址。
- 客户端可以通过与哨兵系统的交互,动态获取当前Redis服务的主服务器地址,确保始终连接到正确的节点。
sentinel配置说明
- 3台哨兵:自动监控和维护集群,不存放数据,只是吹哨人
- 1主2从:用于数据读取和存放
操作步骤
- 在原来的redis目录下新建或拷贝sentinel.conf文件。
- 重要参数项说明
bind:服务监听地址,用于客户端连接,默认本机地址
daemonize:是否以后台daemon方式运行
protected-model:安全保护模式
port:端口
logfile:日志文件路径
pidfile:pid文件路径
dir:工作目录
sentinel monitor 设置要监控的master服务器
quorum :表示最少有几个哨兵认可客观下线,同意故障迁移的法定票数
网络是不可靠的有时候一个sentinel会因为网络堵塞而误以为master redis已经死掉,在sentinel集群环境下需要多个sentinel互相沟通来确认某个master是否真的死掉了,quorum这个参数是进行客观下线的一个依据,意思是至少有quorum个sentinel认为这个master有故障,才会对这个master进行下线以及故障转移。因为有的时候,某个sentinel节点可能因为自身网络原因,导致无法连接master,而此时master并没有出现故障,所以,这就需要多个sentinel都一致认为改master有问题,才可以进行下一步操作,这就保证了公平性和高可用。sentinel auth -pass :master设置了密码,连接master服务的密码
sentinel down-after-milliseconds 指定多少毫秒之后,主节点没有应答哨兵,此时哨兵主观上认为主节点下线
sentinel parallel-syncs 表示允许并行同步的slave个数,当Master挂了后,哨兵会选出新的Master,此时,剩余的slave会向新的master发起同步数据
sentinel failover-timeout 故障转移的超时时间,进行故障转移时,如果超过设置的毫秒,表示故障转移失败
sentinel notification-script 配置当某一事件发生时所需要执行的脚本
sentinel client-reconfig-script 客户端重新配置主节点参数脚本
sentinel通用配置及主从复制
sentinel26379.conf、sentinel26380.conf、sentinel26381.conf
先启动一主二从3个redis实例,测试正常的主从复制
- 主机6379配置修改
- 6379后续可能会变成从机,需要设置访问新主机的密码,所以此处会设置masterauth,不然后续可能会报错 master_link_status:down
- 3台不同的虚拟机实例,启动三台真是机器实例并连接
redis-server redis6379.conf
redis-server redis6380.conf
redis-server redis6381.conf
redis-cli -a 123456 -p 6379
redis-cli -a 123456 -p 6380
redis-cli -a 123456 -p 6381
- sentinel的两种启动方式
- 再启动3个哨兵监控后再测试一次主从复制
redis-server sentinel26379.conf –sentinel
redis-server sentinel26380.conf –sentinel
redis-server sentinel26381.conf –sentinel
启动后我们会发现sentinel配置文件会自动在配置文件中加上部分配置
哨兵监控节点异常情况
模拟master主机掉线
手动关闭master6379服务器
问题:
- 两台从机数据是否还在
- slave从机的数据依然存在
- 是否会从剩下的2台机器上选出新的master
- 哨兵会通过投票从slave从机里面选出新的master主机
- 之前掉线的master机器重启回来,谁将会是新老大?会不会双master冲突
- 本案例中从机6381选举成立新的master,
- 6379从原先的master降级成了从机slave
- 6380还是从机,只不过换了一个新的老大master(从6379变成6381);
更换了master后的6379和6381配置文件变化
老master的redis6379.conf文件
新master的redis6381.conf文件
replicaof 192.168.111.184 6381 slave升级成master,配置文件消失了。
结论
文件的内容会被动态的修改,具体为主从关系的修改。
哨兵运行和选举新master是如何进行的?
当一个主从配置中master失效后,sentinel可以选举出一个新的master用于自动接替原master的工作,主从配置中的其他redis服务器自动指向新的master同步数据,一般建议sentinel采取奇数台,防止某一台sentinel无法连接到master导致误切换
运行流程,故障切换
- 三个哨兵监控一主二从,正常运行中
- SDown主观下线(Subjectively Down)
- SDOWN(主观不可用)是单个sentinel自己主观上检测到的关于master的状态,从sentinel的角度来看,如果发送了PING心跳后,在一定时间内没有收到合法的回复,就达到了SDOWN的条件。
- sentinel配置文件中的down-after-milliseconds设置了判断主观下线的时间长度
- 选举出领导者哨兵
- 当主节点被判断客观下线后,各个哨兵节点会进行协商,先选举出一个领导者哨兵节点(兵王)并由该领导者也即被选举出的兵王进行failover(故障转移)。
- 哨兵领导者,兵王如何选出来的?-> Raft算法
监视该主节点的所有哨兵都有可能被选为领导者,选举使用的算法是Raft算法;Raft算法的基本思路是先到先得:即在一轮选举中,哨兵A向B发送成为领导者的申请、如果B没有同意过其他哨兵,则会同意A成为领导者。
- 由兵王开始推动故障切换流程并选出新的master
- 新主登基
- 某个slave选为新的master
- 选出新master的规则,剩余Slave节点健康前提下,会按下图规则进行选举
- redis.conf文件中,优先级slave-priority或者replica-priority最高的从节点(数字越小优先级越高)
- 复制偏移位置offset最大的从节点(也就是在master还没有宕机时,复制到数据比其他Slave要多)
- 最小Run ID的从节点,字典顺序,ASCII码
- 群臣俯首
- 执行slaveof no one命令让选出来的从节点成为新的主节点,并通过slaveof命令让其他节点成为其从节点
- sentinel leader会对选举出的新master执行slaveof on one操作,将其提升为master节点
- sentinel leader向其他slave发送命令,让剩余的slave成为新的master节点的slave
- 旧主拜服
- 老master重新上线后,会将它设置为新选出的master的从节点
- sentinel leader会让原来的master降级为slave并恢复正常工作
哨兵使用建议
- 哨兵节点的数量应为多个,哨兵本身应该集群,保证高可用
- 哨兵节点的数量应该是奇数
- 各个哨兵节点的配置应一致
- 如果哨兵节点部署在Docker等容器里面,尤其要注意端口的正确映射
- 哨兵集群+主从复制,并不能保证数据零丢失
参考
https://github.com/Romantic-Lei/Learning-in-practice/tree/master/Redis/9.Redis%E5%93%A8%E5%85%B5(sentinel)
一文 掌握 Redis的哨兵(sentinel)