一、Redis主从复制

1、Redis主从复制的概念

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。
前者称为主节点(Master)，后者称为从节点(Slave)；
数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；
且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。

2、Redis主从复制的作用

数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。
故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复；实际上是一种服务的冗余。
负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。
高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。

3、Redis主从复制的流程

第一步：若启动一个Slave机器进程，则它会向Master机器发送一个“sync command”命令，请求同步连接。
第二步：无论是第一次连接还是重新连接，Master机器都会启动一个后台进程，将数据快照保存到数据文件中（执行rdb操作），同时Master还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。
第三步：后台进程完成缓存操作之后，Maste机器就会向Slave机器发送数据文件，Slave端机器将数据文件保存到硬盘上，然后将其加载到内存中，接着Master机器就会将修改数据的所有操作一并发送给Slave端机器。若Slave出现故障导致宕机，则恢复正常后会自动重新连接。
第四步：Master机器收到Slave端机器的连接后，将其完整的数据文件发送给Slave端机器，如果Mater同时收到多个Slave发来的同步请求，则Master会在后台启动一个进程以保存数据文件，然后将其发送给所有的Slave端机器，确保所有的Slave端机器都正常。

4、Redis主从复制的搭建

主机	操作系统	IP地址	安装包
Master	CentOS7	192.168.109.12	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.109.22	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.109.33	redis-5.0.7.tar.gz

master 、slave1、slave2

systemctl stop firewalldsetenforce 0

1）安装Redis

我上篇安装redis详细说明

yum install -y gcc gcc-c   makecd /opttar zxvf redis-5.0.7.tar.gzcd /opt/redis-5.0.7/make && make PREFIX=/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils./install_server.s......#回车四次后，手动输入，需要一次性输入正确Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server  ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

master

2）修改Master节点Redis配置文件

vim /etc/redis/6379.conf#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段bind 0.0.0.0#137行，开启守护进程daemonize yes#172行，指定日志文件目录logfile /var/log/redis_6379.log#264行，指定工作目录dir /var/lib/redis/6379#700行，开启AOF持久化功能appendonly yes/etc/init.d/redis_6379 restart

slave1、slave2

3）修改Slave节点Redis配置文件

vim /etc/redis/6379.conf#70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网卡bind 0.0.0.0#137行，开启守护进程daemonize yes#172行，指定日志文件目录logfile /var/log/redis_6379.log#264行，指定工作目录dir /var/lib/redis/6379#288行，指定要同步的Master节点IP和端口replicaof 192.168.109.12 6379#700行，开启AOF持久化功能appendonly yes/etc/init.d/redis_6379 restart

4）验证主从效果

#在Master节点上看日志tail -f /var/log/redis_6379.log

#在Master节点上验证从节点redis-cli info replication

#从节点查看master信息redis-cli info replication

二、Redis 哨兵模式

1、哨兵的核心功能：

在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移
哨兵的启动依赖于主从模式，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式，所有节点上都需要部署哨兵模式，哨兵模式会监控所有的 Redis 工作节点是否正常，当 Master 出现问题的时候，因为其他节点与主节点失去联系，因此会投票，投票过半就认为这个 Master 的确出现问题，然后会通知哨兵间，然后从 Slaves 中选取一个作为新的 Master。
注意：客观下线是主节点才有的概念；如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作。

2、哨兵模式的原理

哨兵(sentinel)：是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的 Master 并将所有 Slave 连接到新的 Master。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。

3、哨兵模式的作用

监控：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
自动故障转移：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其他从节点改为复制新的主节点。
通知（提醒）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

4、哨兵模式的结构

哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点：

哨兵节点：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。
数据节点：主节点和从节点都是数据节点。

5、哨兵模式的搭建

主机	操作系统	IP地址	安装包
Master	CentOS7	192.168.109.12	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.1109.22	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.109.33	redis-5.0.7.tar.gz

master 、slave1、slave2

1）修改 Redis 配置文件

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf#17行，关闭保护模式protected-mode no#21行，Redis哨兵默认的监听端口port 26379#26行，指定sentinel为后台启动daemonize yes#36行，指定日志存放路径logfile "/var/log/sentinel.log"#65行，指定数据库存放路径dir "/var/lib/redis/6379"#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.1109.12:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最后的2的含义与主节点的故障判定有关：至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移sentinel monitor mymaster 192.168.109.12 6379 2#113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）sentinel failover-timeout mymaster 180000

2）启动哨兵模式(先启master，再启slave)

cd /opt/redis-5.0.7/redis-sentinel sentinel.conf &

master
slave1、2

3）查看哨兵模式信息

redis-cli -p 26379 info Sentinel  #26379是哨兵默认监听端口

4）故障模拟

master

#查看redis-server进程号[root@master redis-5.0.7]# ps aux | grep redisroot       9052  0.1  0.4 156552  7928 ?        Ssl  08:56   0:08 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379root      10076  0.3  0.4 153992  7884 ?        Ssl  10:05   0:02 redis-sentinel *:26379 [sentinel]root      10240  0.0  0.0 112828   984 pts/3    S    10:20   0:00 grep --color=auto redis#杀死 Master 节点上redis-server的进程号，模拟故障kill -9 9052#Master节点上redis-server的进程号

5）验证结果

master

tail -f /var/log/sentinel.logredis-cli -p 26379 info Sentinel

三、Redis 群集模式

1、redis集群

集群：即Redis Cluster，是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。
集群由多个节点(Node)组成，Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点；只有主节点负责读写请求和集群信息的维护；从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。

2、集群的作用

数据分区

数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。
集群将数据分散到多个节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。
Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。

高可用

集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似）；当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务。

3、Redis集群的数据分片

Redis集群引入了哈希槽的概念
Redis集群有16384个哈希槽（编号0-16383）
集群的每个节点负责一部分哈希槽
每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作

以3个节点组成的集群为例：
节点A包含0到5460号哈希槽
节点B包含5461到10922号哈希槽
节点C包含10923到16383号哈希槽
Redis集群的主从复制模型：
集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。
为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用

4、搭建Redis 群集模式

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这里所有节点在6台服务器上模拟：
以IP及端口号进行区分，redis集群模式可以指定端口，不是只能使用6379端口，如果不想改的话也可以全都使用一个端口，这样创建目录和修改配置的时候更方便，所有节点除了监听的ip不一样以外没什么不同。

主机	操作系统	IP：端口	安装包
Master1	CentOS7	192.168.109.7:6501	redis-5.0.7.tar.gz
Master2	CentOS7	192.168.109.3:6502	redis-5.0.7.tar.gz
Master3	CentOS7	192.168.109.12:6503	redis-5.0.7.tar.gz
Slave1	CentOS7	192.168.109.22:6504	redis-5.0.7.tar.gz
Slave2	CentOS7	192.168.109.33:6505	redis-5.0.7.tar.gz
Slave3	CentOS7	192.168.109.5:6506	redis-5.0.7.tar.gz

先在六台服务器上安装redis数据库

所有节点

1）创建并复制相关文件

cd /etc/redis/#创建文件，文件名要根据端口创建，方便区别(6501\6502\...6506)mkdir -p redis-cluster/redis6501 cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis6501/cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis6501/

master1

2）修改配置文件，开启群集功能

#注意文件名，IP，端口cd /etc/redis/redis-cluster/redis6501vim redis.conf#69行，修改bind项，监听自己的IPbind 192.168.109.7#88行，修改，关闭保护模式protected-mode no#92行，修改，redis监听端口port 6501#136行，以独立进程启动daemonize yes#699行，修改，开启AOF持久化appendonly yes#832行，取消注释，开启群集功能cluster-enabled yes#840行，取消注释，修改，群集名称文件设置cluster-config-file nodes-6501.conf#846行，取消注释，群集超时时间设置cluster-node-timeout 15000

master1节点上配置好的文件复制到其他节点

scp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.3:/etc/redis/redis-cluster/redis6502/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.12:/etc/redis/redis-cluster/redis6503/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.22:/etc/redis/redis-cluster/redis6504/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.33:/etc/redis/redis-cluster/redis6505/redis.confscp /etc/redis/redis-cluster/redis6501/redis.conf root@192.168.109.5:/etc/redis/redis-cluster/redis6506/redis.conf

除master1外的节点
改动不同点

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6502vim redis.conf#69行，修改bind项，监听自己的IPbind 192.168.109.3#92行，修改，redis监听端口port 6502#840行，取消注释，修改，群集名称文件设置cluster-config-file nodes-6502.conf