Redis 哨兵模式详解：实现高可用与自动故障转移

news/2025/3/15 1:06:18/

目录

引言

1. 什么是 Redis 哨兵模式？

1.1 定义

1.2 核心概念

2. Redis 哨兵模式的工作原理

2.1 监控

2.2 故障检测

2.3 故障转移

2.4 通知

3. Redis 哨兵模式的配置方法

3.1 配置文件

3.2 启动哨兵节点

4. Redis 哨兵模式的使用场景

4.1 高可用性

4.2 自动故障转移

4.3 读写分离

5. Redis 哨兵模式的优缺点

5.1 优点

5.2 缺点

6. Redis 哨兵模式的实际应用示例

6.1 配置 Redis 主从复制

主节点配置

从节点配置

6.2 配置哨兵节点

哨兵节点 1 配置

哨兵节点 2 配置

哨兵节点 3 配置

6.3 模拟故障转移

7. Redis 哨兵模式的常见问题

7.1 哨兵节点数量

7.2 数据丢失

7.3 客户端重连

8. Redis 哨兵模式的替代方案

哨兵配置说明

9. 总结

引言

在现代分布式系统中，高可用性是一个至关重要的需求。Redis 作为一个高性能的内存数据库，提供了 哨兵模式（Sentinel Mode），用于实现 Redis 的高可用性和自动故障转移。通过哨兵模式，Redis 可以在主节点故障时自动将从节点提升为新的主节点，从而保证系统的持续运行。

1. 什么是 Redis 哨兵模式？

1.1 定义

Redis 哨兵模式是一种高可用性解决方案，通过部署多个哨兵节点来监控 Redis 主从节点的状态，并在主节点故障时自动进行故障转移。

1.2 核心概念

  • 主节点（Master）：负责处理写操作，并将数据同步到从节点。

  • 从节点（Slave）：复制主节点的数据，并提供读操作。

  • 哨兵节点（Sentinel）：监控 Redis 节点的状态，并在主节点故障时进行故障转移。

2. Redis 哨兵模式的工作原理

主从切换技术的方法是：当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，费事费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel（哨兵）架构来解决这个问题。 谋朝篡位的自动版，能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。 哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，它会独 立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例

2.1 监控

哨兵节点会定期向 Redis 主从节点发送心跳检测，以监控它们的状态。

2.2 故障检测

如果哨兵节点检测到主节点不可用，它会通知其他哨兵节点进行确认。

2.3 故障转移

当多数哨兵节点确认主节点故障后，哨兵节点会选举一个从节点作为新的主节点，并更新其他从节点的配置。

2.4 通知

哨兵节点会通知客户端新的主节点地址，客户端可以重新连接到新的主节点。

这里的哨兵有两个作用：

1.通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。

2.当哨兵监测到master宕机，会自动将slave切换成master，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。 各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。 

假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认 为主服务器不可用，这个现象成为 主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一 定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover[故障转移]操作。 切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为 客观下线。

3. Redis 哨兵模式的配置方法

3.1 配置文件

每个哨兵节点需要一个配置文件，通常命名为 sentinel.conf。以下是一个简单的哨兵配置文件示例：

# sentinel.conf
port 26379
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

  • port：哨兵节点的端口号。

  • sentinel monitor：监控的主节点名称、IP 地址、端口号和法定人数。

  • sentinel down-after-milliseconds：主节点不可用的超时时间。

  • sentinel failover-timeout：故障转移的超时时间。

  • sentinel parallel-syncs：故障转移时并行同步的从节点数量。

3.2 启动哨兵节点

启动哨兵节点的命令如下：

redis-sentinel /path/to/sentinel.conf

4. Redis 哨兵模式的使用场景

4.1 高可用性

通过哨兵模式，Redis 可以在主节点故障时自动进行故障转移，从而保证系统的高可用性。

4.2 自动故障转移

哨兵模式可以自动检测主节点故障并进行故障转移，减少人工干预。

4.3 读写分离

通过哨兵模式，可以将读操作分发到从节点，从而分担主节点的负载。

5. Redis 哨兵模式的优缺点

5.1 优点

  • 高可用性：通过自动故障转移实现高可用性。

  • 自动故障检测：自动检测主节点故障并进行故障转移。

  • 读写分离：支持读写分离，分担主节点的负载。

5.2 缺点

  • 配置复杂：哨兵模式的配置相对复杂，需要部署多个哨兵节点。

  • 数据丢失：在主节点故障时，可能会丢失部分未同步的数据。

  • 性能开销：哨兵节点会定期监控 Redis 节点的状态，增加一定的性能开销。

6. Redis 哨兵模式的实际应用示例

6.1 配置 Redis 主从复制

首先，配置 Redis 主从复制。假设我们有一个主节点和两个从节点：

主节点配置
# redis-master.conf
port 6379
从节点配置
# redis-slave1.conf
port 6380
replicaof 127.0.0.1 6379# redis-slave2.conf
port 6381
replicaof 127.0.0.1 6379

启动主节点和从节点：

redis-server /path/to/redis-master.conf
redis-server /path/to/redis-slave1.conf
redis-server /path/to/redis-slave2.conf

6.2 配置哨兵节点

接下来，配置三个哨兵节点：

哨兵节点 1 配置
# sentinel1.conf
port 26379
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
哨兵节点 2 配置
# sentinel2.conf
port 26380
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
哨兵节点 3 配置
# sentinel3.conf
port 26381
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

启动哨兵节点：

redis-sentinel /path/to/sentinel1.conf
redis-sentinel /path/to/sentinel2.conf
redis-sentinel /path/to/sentinel3.conf

6.3 模拟故障转移

手动停止主节点，观察哨兵节点是否能够自动进行故障转移：

redis-cli -p 6379 shutdown

查看哨兵日志，确认故障转移过程：

tail -f /path/to/sentinel1.log

问题：如果之前的master 重启回来，会不会双master 冲突？

之前的回来只能做小弟了

7. Redis 哨兵模式的常见问题

7.1 哨兵节点数量

哨兵节点的数量应为奇数，以确保在故障检测和故障转移时能够达成多数共识。

7.2 数据丢失

在主节点故障时，可能会丢失部分未同步的数据。可以通过配置 min-slaves-to-write 和 min-slaves-max-lag 参数来减少数据丢失的风险。

7.3 客户端重连

客户端需要支持哨兵模式，能够在主节点故障时重新连接到新的主节点。

8. Redis 哨兵模式的替代方案

虽然 Redis 哨兵模式功能强大，但在某些场景下可能需要更高级的功能或更简单的解决方案。以下是一些常见的替代方案：

  • Redis Cluster：提供分布式存储和自动分片功能，适合大规模数据存储场景。

  • Twemproxy：一个轻量级的代理工具，用于实现 Redis 的高可用性和负载均衡。

哨兵配置说明

 # Example sentinel.conf# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379port 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

9. 总结

Redis 哨兵模式是一种高效、可靠的高可用性解决方案，适用于需要自动故障转移和读写分离的场景。


http://www.ppmy.cn/news/1579185.html

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