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一起来分析Redis哨兵模式

WBOY
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2022-03-16 17:44:582242浏览

本篇文章给大家带来了关于Redis的相关知识,其中主要介绍了哨兵模式的相关问题,包括了哨兵概念、哨兵作用、启用哨兵、哨兵原理等等,希望对大家有帮助。

一起来分析Redis哨兵模式

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哨兵模式

1. 哨兵概念

  • 在一主多从结构中,如果master宕机了,就需要从多个slave中选出一个作为新的master,要想完成这样的功能,就需要使用Redis的哨兵机制

  • 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,如下图所示:

    image-20210604223042319

2. 哨兵作用

  • 监控:监控master和slave
    • 不断的检查master和slave是否正常运行
    • master存活检测、master与slave运行情况检测
  • 通知(提醒):当被监控的服务器出现问题时,向其他哨兵、Redis服务器发送通知

  • 故障转移:断开宕机的master与slave的连接,选取一个slave作为master,将其他slave连接新的master,并告知客户端新的服务器地址

注意:哨兵也是一台redis服务器,仅提供监控服务,不提供数据管理服务;通常哨兵的数量配置为单数(方便投票)

3. 启用哨兵

  • 修改哨兵的配置文件 sentinel.conf ,配置文件位于Redis目录下,如下图所示:

    image-20210603233049082image-20210603234011074
  • 部分配置的含义如下图所示:

    image-20210604224254878
  • 启动哨兵

    redis-sentinel filename 
    #filename指的是配置文件名
    #每个哨兵都要配置自己的配置文件
  • 配置并启动哨兵之后,主服务器宕机之后,会自动的执行投票、主从切换等过程

4. 哨兵原理

哨兵在进行主从切换过程中经历三个阶段:

  • 监控
  • 通知
  • 故障转移

4.1 监控

用于同步各个节点的状态信息,这些节点包括master、slave、哨兵,也就是整个系统所有服务器的信息。

主要完成的功能:

image-20210604225232566

  • 获取各个sentinel的状态(是否在线):新添加的哨兵要与系统中已经存在的哨兵进行信息的交互

  • 获取master的状态(通过info指令)

    • 获取的内容如下

      1. master属性
      	 runid
      	 role:master
      2. 各个slave在master中保存的基本信息
  • 获取所有slave的状态(根据master中slave的信息向所有的slave发送info指令)

    • 获取的内容如下

      slave属性
      	runid
      	role:slave
      	master_host、master_port
      	offset

具体的内部工作原理如下所述:

image-20210604230120115

  • 哨兵1向master发送info指令之后,会建立一个cmd连接,创建的连接是用来发送命令的
  • 创建好cmd连接之后,会在哨兵1这一端保存目前他所获得的所有信息,另一端master也会保存自己持有的信息
  • 然后哨兵1根据从master获取的关于salve的信息,向slave发送info指令,得到salve的信息,丰富这一端所保存的信息
  • 当新增一个新的哨兵2时,哨兵2向master发送info指令,建立cmd连接,根据master中的信息可以得到之前已经存在的哨兵1,在自己这一端保存已经获得的信息。然后判断哨兵1是否在线,与哨兵1建立连接,二者互相交换各自的信息,并且双方会持续的ping,保证他们之间是畅通的
  • 哨兵2根据从master获得的slave信息,再从slave获取信息,丰富自己所保存的信息
  • 再新增一个哨兵3时,与之前的过程类似,最终三个哨兵建立起了关系网
  • 关系网中三者会互相交换、发送信息,关系网中的这种工作模式称为发布订阅模式

4.2 通知

哨兵在通知阶段要不断的去获取master与slave的信息,然后将获得的信息在各个哨兵之间进行共享。

具体的流程如下:

哨兵通过建立的cmd连接,向master、slave发送 hello 指令,得到他们的信息,然后在关系网中共享:

image-20210604230719042

4.3 故障转移

断开宕机的master与slave的连接,选取一个slave作为master,将其他slave连接新的master,并告知客户端新的服务器地址。

具体的流程如下所述:

  • 哨兵1始终得不到master的回应,主观判断master宕机,标记 sdown(仅有一个哨兵认为master宕机)

  • 哨兵1在关系网中传递消息,向其他哨兵发送图中左上角的消息

  • 其他哨兵得到消息之后,全部向master发送消息,确定master是否宕机,他们也会将自己得到的结果发送给关系网中的其他哨兵,确定master宕机后,将标记改为 odown(所有哨兵探测之后,超过一半的哨兵认为master宕机)

    image-20210604232535478
  • 当认定master宕机之后,此时需要选举新的master,由哪个哨兵完成这件事要通过哨兵之间的选举决定,具体过程如下所述:

    • 在选举的时候每个哨兵手里都有一票,每个哨兵都会发出一个指令,在内网里边告诉其他哨兵自己当选举人,比如说sentinel1和sentinel2发出这个选举指令,那么sentinel3接收到他们的申请之后,sentinel3就会把自己的一票投给其中一方,根据到达的先后顺序投票,获得票的那一方就会多一张选举票,按照这样的一种形式,最终会有一个选举结果,获得票数最多的哨兵会被获选
    • 在这个过程中有可能会存在失败的现象,比如第一轮没有选举成功,那就会接着进行第二轮第三轮直到完成选举
  • 当完成哨兵之间的选举之后,接下来就要由选举胜出的哨兵去slave中挑选一个,将其变成新的master,具体的流程如下所述:

    • 哨兵在服务器列表中挑选备选master的原则:先排除,后选择    
      • 不在线的OUT
      • 响应慢的OUT
      • 与原master断开时间久的OUT
      • 排除结束,开始进行选择
      • 优先级高的获选
      • offset较大的获选(比较大说明同步原来master的数据最多)
      • 若还没有选出,则最后根据runid选出
  • 选出新的master之后,哨兵发送指令给服务器:

    • 向新的master发送 slaveof no one 指令

    • 向其他slave发送 slaveof 新masterIP端口 指令

  • 同时还要告诉其他的哨兵新master是谁

5. 总结

监控阶段:同步信息

通知阶段:保持联通

故障转移阶段:

  1. 哨兵发现问题,依次标记主观下线与客观下线
  2. 竞选负责哨兵
  3. 优选新master
  4. 新master上任,其他slave连接新的master,原master恢复之后作为slave连接到新master

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