Dieser Artikel führt Sie in die relevanten Kenntnisse der Redis-Verteilung ein und führt Sie durch Master-Slave-Replikation, Sentinel und Clustering, um Ihr Redis-Level auf ein höheres Niveau zu heben!
1. Master-Slave-Replikation1. EinführungDie Master-Slave-Replikation ist der Grundstein der Redis-Verteilung und die Garantie für die hohe Verfügbarkeit von Redis. In Redis wird der replizierte Server als Master-Server (Master) bezeichnet, und der Server, der den Master-Server repliziert, wird als Slave-Server (Slave) bezeichnet. [Verwandte Empfehlungen:Redis-Video-Tutorial]
Die Konfiguration der Master-Slave-Replikation ist sehr einfach. Es gibt drei Methoden (IP-Hauptserver-IP-Adresse/PORT-Hauptserver-Redis-Dienst-Port):Vom Server empfangen Nach dem vom Client gesendeten Befehl „slaveof ip prot“ erstellt der Slave-Server eine Socket-Verbindung zum Master-Server basierend auf ip:port
Nachdem der Socket erfolgreich mit dem Master-Server verbunden wurde, wird der Slave-Server erstellt ordnet dem Master-Server eine dedizierte Socket-Verbindung zu, die für die Verarbeitung von Replikationsarbeiten, die Verarbeitung nachfolgender RDB-Dateien und die vom Master-Server gesendeten weitergegebenen Befehle verwendet wird.
Nach Abschluss der Synchronisierungsarbeiten muss der Master-Slave die Konsistenz des Datenstatus durch Befehlsweitergabe aufrechterhalten. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, löscht der Master-Dienst nach Abschluss der Synchronisierungsarbeiten zwischen dem aktuellen Master- und Slave-Server K6, nachdem er die DEL K6-Anweisung vom Client erhalten hat. Zu diesem Zeitpunkt ist K6 noch auf dem Slave-Server vorhanden Der Master-Slave-Datenstatus ist inkonsistent. Um den konsistenten Status der Master- und Slave-Server aufrechtzuerhalten, gibt der Master-Server Befehle weiter, die dazu führen, dass sich sein eigener Datenstatus zur Ausführung an den Slave-Server ändert. Wenn der Slave-Server denselben Befehl ebenfalls ausführt, ändert sich der Datenstatus zwischen den Master- und Slave-Server bleiben konsistent.
Aus dem oben Gesagten können wir keine Mängel in der Master-Slave-Replikation von Versionen vor 2.8 erkennen. Dies liegt daran, dass wir Netzwerkschwankungen nicht berücksichtigt haben. Brüder, die sich mit der Verteilung auskennen, müssen von der CAP-Theorie gehört haben. In der CAP-Theorie muss P (Partitionsnetzwerkpartition) vorhanden sein, und die Redis-Master-Slave-Replikation ist keine Ausnahme. Wenn ein Netzwerkfehler zwischen dem Master- und dem Slave-Server auftritt, führt dies dazu, dass die Kommunikation zwischen dem Slave-Server und dem Master-Server für einen bestimmten Zeitraum ausfällt. Wenn der Slave-Server erneut eine Verbindung zum Master-Server herstellt, ändert sich der Datenstatus des Master-Servers Wenn sich in diesem Zeitraum Änderungen ergeben, kommt es zu Inkonsistenzen im Datenstatus des Master-Slave-Servers zwischen den Servern. In Master-Slave-Replikationsversionen vor Redis 2.8 besteht die Möglichkeit, diese Datenstatusinkonsistenz zu beheben, darin, den Synchronisierungsbefehl erneut zu senden. Obwohl die Synchronisierung sicherstellen kann, dass der Datenstatus der Master- und Slave-Server konsistent ist, ist es offensichtlich, dass die Synchronisierung ein sehr ressourcenintensiver Vorgang ist.
Befehlsausführung synchronisieren, die vom Master- und Slave-Server benötigten Ressourcen:
Der Master-Server führt BGSAVE aus, um RDB-Dateien zu generieren, die viel CPU-, Festplatten-E/A- und Speicherressourcen beanspruchen
Die Der Master-Server sendet die generierten RDB-Dateien. Wenn Sie sie an den Slave-Server weitergeben, wird viel Netzwerkbandbreite beansprucht.
Der Empfang und das Laden der RDB-Datei vom Server führt dazu, dass der Slave-Server blockiert wird und keine Dienste bereitstellen kann
2.2 Version 2.8-4.0
2.2.1 VerbesserungenFür Versionen vor 2.8 hat Redis die Datenstatussynchronisierung nach der erneuten Verbindung vom Server nach 2.8 verbessert. Die Verbesserungsrichtung besteht darin, das Auftreten einer vollständigen Neusynchronisierung zu reduzieren und eine teilweise Neusynchronisierung so weit wie möglich zu nutzen. Nach Version 2.8 wird der Befehl psync anstelle des Befehls sync verwendet, um Synchronisierungsvorgänge durchzuführen. Der Befehl psync verfügt sowohl über vollständige als auch inkrementelle Synchronisierungsfunktionen:
Ein Replikations-Offset wird im Master-Server und Slave-Server beibehalten
Der Master-Server sendet Daten an Der Slave-Dienst verteilt N Datenbytes und der Replikationsoffset des Masterdienstes erhöht sich um N
Der Slave-Server empfängt die vom Master-Server gesendeten Daten, empfängt N Datenbytes und der Slave-Server Der Replikationsoffset erhöht sich um N
Die normale Synchronisationssituation ist wie folgt:
Angenommen, dass A/B zu diesem Zeitpunkt normal weitergegeben wird und der Slave-Server C getrennt ist, dann wird die folgende Situation eintreten:
2.2.2.2 Kopier-Backlog-Puffer Der Kopier-Backlog-Puffer ist eine Warteschlange fester Länge mit einer Standardgröße von 1 MB. Wenn sich der Datenstatus des Master-Servers ändert, synchronisiert der Master-Server die Daten mit dem Slave-Server und speichert eine Kopie im Replikations-Backlog-Puffer.
Um den Offset anzupassen, speichert der Kopierrückstandspuffer nicht nur den Dateninhalt, sondern zeichnet auch den jedem Byte entsprechenden Offset auf:
Wenn der Slave-Server getrennt und wieder verbunden wird, schließlich der Slave Der Server sendet über den Befehl psync seinen eigenen Replikationsoffset (Offset) an den Masterserver. Der Masterserver kann diesen Offset verwenden, um zu bestimmen, ob eine inkrementelle Weitergabe oder eine vollständige Synchronisierung durchgeführt werden soll.
Wenn sich die Daten bei Offset + 1 noch im Kopierrückstandspuffer befinden, führen Sie einen inkrementellen Synchronisierungsvorgang aus.
Andernfalls führen Sie einen vollständigen Synchronisierungsvorgang im Einklang mit der Synchronisierung durch.
Die Standardpuffergröße für den Kopierrückstand von Redis beträgt 1 MB. Wie wird sie eingestellt, wenn Sie sie anpassen müssen? Natürlich möchten wir so viel wie möglich die inkrementelle Synchronisierung verwenden, aber wir möchten nicht, dass der Puffer zu viel Speicherplatz beansprucht. Dann können wir die Größe des Replikations-Backlog-Puffers S festlegen, indem wir die Wiederverbindungszeit T nach der Trennung des Redis-Slave-Dienstes und die Speichergröße M der vom Redis-Master-Server pro Sekunde empfangenen Schreibbefehle schätzen.
S = 2 * M * T
Beachten Sie, dass die 2-fache Erweiterung hier dazu dient, einen gewissen Spielraum zu lassen, um sicherzustellen, dass die meisten Trennungen und Wiederverbindungen eine inkrementelle Synchronisierung verwenden können. 2.2.2.3 Server, auf dem die ID ausgeführt wird Tatsächlich gibt es eine andere Situation, die nicht berücksichtigt wurde: Wenn der Master-Server ausfällt, wird ein Slave-Server als neuer Master-Server ausgewählt. In diesem Fall können wir ihn durch Vergleich der laufenden ID unterscheiden.
Die Lauf-ID (Lauf-ID) besteht aus 40 zufälligen Hexadezimalzeichenfolgen, die beim Starten des Servers automatisch generiert werden. Sowohl der Master-Dienst als auch der Slave-Server generieren die Lauf-ID.
Vollständig Der psync-Prozess ist sehr komplex und in der Master-Slave-Replikationsversion 2.8-4.0 sehr vollständig. Die vom psync-Befehl gesendeten Parameter lauten wie folgt:
psync
Wenn der Slave-Server keinen Master-Server repliziert hat (es ist nicht das erste Mal, dass der Master-Slave repliziert, da sich der Master-Server ändern kann), aber die erste vollständige Kopie des Slave-Servers sendet:
psync ? -1
Der vollständige psync-Prozess ist wie folgt:SLAVEOF 127.0.0.1 wird vom Server 6379 empfangen. Der Befehl
gibt OK vom Server an den Befehlsinitiator zurück (dies ist ein asynchroner Vorgang, geben Sie zuerst OK zurück und speichern Sie dann die Adress- und Portinformationen)
Redis Version 2.8-4.0 bietet noch Raum für Verbesserungen. Kann eine inkrementelle Synchronisierung durchgeführt werden, wenn der Hauptserver gewechselt wird? Daher wurde die Redis 4.0-Version optimiert, um dieses Problem zu lösen, und psync wurde auf psync2.0 aktualisiert. pync2.0 hat die laufende ID des Servers aufgegeben und stattdessen replid und replid2 verwendet. Replid speichert die laufende ID des aktuellen Hauptservers und replid2 speichert die laufende ID des vorherigen Hauptservers.
Replikationsoffset
Replikationsrückstand
Master-Server-Lauf-ID (Replid)
Letzter Master-Server-Lauf-ID (Replid2)
Durch Replid und Mit replid2 können wir das Problem der Inkrementierung lösen Synchronisierung beim Wechsel des Hauptservers:
Wenn Replid gleich der laufenden ID des aktuellen Hauptservers ist, dann bestimmen Sie die Synchronisierungsmethode inkrementelle/vollständige Synchronisierung
Wenn Replid nicht gleich ist, dann bestimmen Sie, ob Replicad2 ist gleich (unabhängig davon, ob sie zum Slave-Server des vorherigen Master-Servers gehören). Wenn sie gleich sind, können Sie immer noch die inkrementelle/vollständige Synchronisierung wählen. Wenn sie nicht gleich sind, können Sie nur eine vollständige Synchronisierung durchführen.
Das folgende Beispiel: Wenn der alte Master länger als die vom Benutzer festgelegte Obergrenze der Offline-Zeit offline ist, führt das Sentinel-System einen Failover-Vorgang auf dem alten Master durch. Der Failover-Vorgang umfasst drei Schritte:
Knotenrolle | Port | 192.168.211.104 192.168.211.105 | |||||||||||||||||||
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6 379/ 263792. Sentinel-Initialisierung und Netzwerkverbindung: Es gibt nichts Besonderes an Sentinel. Es handelt sich um einen einfacheren Redis-Server, der beim Start verschiedene Befehlstabellen und Konfigurationsdateien lädt weniger Befehle und einige Sonderfunktionen. Wenn ein Sentinel gestartet wird, muss er die folgenden Schritte durchlaufen:
daemonize yes port 26379 protected-mode no dir "/usr/local/soft/redis-6.2.4/sentinel-tmp" sentinel monitor redis-master 192.168.211.104 6379 2 sentinel down-after-milliseconds redis-master 30000 sentinel failover-timeout redis-master 180000 sentinel parallel-syncs redis-master 1 sentinelRedisInstance-Instanz speichert die Informationen des Redis-Servers (der Master-Server, der Slave-Server und die Sentinel-Informationen werden alle in dieser Instanz gespeichert). .typedef struct sentinelRedisInstance { // 标识值,标识当前实例的类型和状态。如SRI_MASTER、SRI_SLVAE、SRI_SENTINEL int flags; // 实例名称 主服务器为用户配置实例名称、从服务器和Sentinel为ip:port char *name; // 服务器运行ID char *runid; //配置纪元,故障转移使用 uint64_t config_epoch; // 实例地址 sentinelAddr *addr; // 实例判断为主观下线的时长 sentinel down-after-milliseconds redis-master 30000 mstime_t down_after_period; // 实例判断为客观下线所需支持的投票数 sentinel monitor redis-master 192.168.211.104 6379 2 int quorum; // 执行故障转移操作时,可以同时对新的主服务器进行同步的从服务器数量 sentinel parallel-syncs redis-master 1 int parallel-syncs; // 刷新故障迁移状态的最大时限 sentinel failover-timeout redis-master 180000 mstime_t failover_timeout; // ... } sentinelRedisInstance; Gemäß der obigen Konfiguration von einem Master und zwei Slaves erhalten Sie die folgende Instanzstruktur: 2.5 Erstellen Sie eine Netzwerkverbindung zum Master-ServerNachdem die Instanzstruktur initialisiert wurde, beginnt Sentinel damit Erstellen Sie eine Netzwerkverbindung zum Master. In diesem Schritt wird Sentinel zum Client des Masters. Zwischen Sentinel und Master werden eine Befehlsverbindung und eine Abonnementverbindung erstellt: Die Befehlsverbindung wird verwendet, um Master-Slave-Informationen zu erhalten.
Master-eigene Informationen Slave-Informationen unter dem Master
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Das obige ist der detaillierte Inhalt vonFühren Sie Sie durch die Master-Slave-Replikation, Sentinel und Clustering in Redis. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!