浅谈redis——哨兵模式/集群

Posted 2022-06-15 敲代码的小小酥

一、redis节点的复制

复制的数据流是单向的，只能由主节点复制到从节点。配置复制的方式 有以下三种：
1)在配置文件中加入 slaveof masterHost masterPort随 Redis 启动生效。
2)在 redis-server 启动命令后加入–slaveof masterHost masterPort 生效。
3）直接使用命令:slaveof masterHost masterPort生效。 综上所述，slaveof 命令在使用时，可以运行期动态配置,也可以提前写到配 置文件中。

默认情况下，从节点使用 slave-read-only=yes 配置为只读模式。由于复制只 能从主节点到从节点，对于从节点的任何修改主节点都无法感知，修改从节点会 造成主从数据不一致。因此建议线上不要修改从节点的只读模式。

传输延迟：
主从节点一般部署在不同机器上，复制时的网络延迟就成为需要考虑的问 题,Redis 为我们提供了 repl-disable-tcp-nodelay 参数用于控制是否关闭 TCP_NODELAY，默认关闭，说明如下: 当关闭时，主节点产生的命令数据无论大小都会及时地发送给从节点，这样 主从之间延迟会变小，但增加了网络带宽的消耗。适用于主从之间的网络环境良 好的场景，如同机架或同机房部署。 当开启时，主节点会合并较小的 TCP 数据包从而节省带宽。默认发送时间间 隔取决于 Linux 的内核，一般默认为 40 毫秒。这种配置节省了带宽但增大主从 之间的延迟。适用于主从网络环境复杂或带宽紧张的场景,如跨机房部署。

二、redis主从架构

一个redis主节点，配多个redis从节点。主节点用于写入数据。并通过复制，传入从节点。至于读数据，可以从主节点读取，也可以从从节点读取。但是需要客户端手动配置从节点的连接信息，手动切换，不支持自动切换主从节点。而且读取从节点，还需考虑数据延迟的问题。

主从架构中，主节点挂了，从节点无法自动转成主节点。redis的写入操作就此中断。
由上述可知，redis的主从模式很鸡肋。针对上述问题，提出了哨兵模式。

三、哨兵模式 Redis Sentinel

当主节点出现故障时，Redis Sentinel 能自动完成故障发现和故障转移，并 通知应用方,从而实现真正的高可用。

工作机制:
Redis Sentinel 是一个分布式架构，其中包含若干个 Sentinel 节点和 Redis 数 据节点，每个 Sentinel 节点会对数据节点和其余 Sentinel 节点进行监控，当它发 现节点不可达时，会对节点做下线标识。如果被标识的是主节点，它还会和其他 Sentinel 节点进行“协商”，当大多数 Sentinel 节点都认为主节点不可达时，它 们会选举出一个 Sentinel 节点来完成自动故障转移的工作，同时会将这个变化实 时通知给 Redis 应用方。整个过程完全是自动的，不需要人工来介入，所以这套 方案很有效地解决了 Redis 的高可用问题。

Redis Sentinel 与 Redis 主从复制模式只是多了若干 Sentinel 节点，所以 Redis Sentinel 并没有针对 Redis 节点做了特殊处理。

下面以 1 个主节点、2 个从节点、3 个 Sentinel 节点组成的 Redis Sentinel 为 例子进行说明。
整个故障转移的处理逻辑有下面 4 个步骤:
1）主节点出现故障,此时两个从节点与主节点失去连接,主从复制失败。 2）每个 Sentinel 节点通过定期监控发现主节点出现了故障。
3）多个 Sentinel 节点对主节点的故障达成一致,选举出 sentinel-3 节点作为领 导者负责故障转移。
4）Sentinel 领导者节点执行了自动化故障转移，包括通知客户端，重新选择 主节点，建立新的复制关系等等。

通过上面介绍的Redis Sentinel逻辑架构以及故障转移的处理,可以看出Redis Sentinel 具有以下几个功能:
监控：Sentinel 节点会定期检测 Redis 数据节点、其余 Sentinel 节点是否可 达。
通知:Sentinel 节点会将故障转移的结果通知给应用方。
主节点故障转移：实现从节点晋升为主节点并维护后续正确的主从关系。
配置提供者：在 Redis Sentinel 结构中，客户端在初始化的时候连接的是 Sentinel 节点集合，从中获取主节点信息。

同时看到，Redis Sentinel 包含了若个 Sentinel 节点，这样做也带来了两个好 处:对于节点的故障判断是由多个 Sentinel 节点共同完成,这样可以有效地防止误 判。Sentinel 节点集合是由若干个 Sentinel 节点组成的,这样即使个别 Sentinel 节 点不可用，整个 Sentinel 节点集合依然是健壮的。 但是 Sentinel 节点本身就是独立的 Redis 节点，只不过它们有一些特殊，它 们不存储数据，只支持部分命令。

部署拓扑结构如下：

sentinel节点也是redis服务。可见，哨兵模式需要的redis节点有很多。

四、Redis Cluster集群模式

cluster模式下，数据根据key计算出槽位，插入到不同的节点上，如下图:

所以，不同的key，分布到不同的主节点上。
在cluster模式下，主节点也可以配置从节点，且主节点挂掉之后，从节点会自动顶上来当主节点。无需引入哨兵模式。

细节很多，没在实践中用过，先简单研究一下吧，以后有需要再深入研究。