Redis哨兵模式(sentinel)集群方案部署记录

Redis的集群方案大致有三种:1)redis cluster集群方案;2)master/slave主从方案;3)哨兵模式来进行主从替换以及故障恢复。

一、sentinel哨兵模式介绍 Sentinel(哨兵)是用于监控redis集群中Master状态的工具,sentinel哨兵模式已经被集成在redis2.4之后的版本中。

Sentinel作用: 1)Master状态检测 2)如果Master异常,则会进行Master-Slave切换,将其中一个Slave作为Master,将之前的Master作为Slave。 3)Master-Slave切换后,master_redis.conf、slave_redis.conf和sentinel.conf的内容都会发生改变,即master_redis.conf中会多一行slaveof的配置,sentinel.conf的监控目标会随之调换。

Sentinel(哨兵)是Redis 的高可用性解决方案:由一个或多个Sentinel 实例 组成的Sentinel 系统可以监视任意多个主服务器,以及这些主服务器属下的所有从服务器,并在被监视的主服务器进入下线状态时,自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器。

例如下图所示:

在Server1 掉线后:

升级Server2 为新的主服务器:

Sentinel工作方式(每个Sentinel实例都执行的定时任务): 1)每个Sentinel以每秒钟一次的频率向它所知的Master,Slave以及其他 Sentinel 实例发送一个PING命令。 2)如果一个实例(instance)距离最后一次有效回复PING命令的时间超过 own-after-milliseconds 选项所指定的值,则这个实例会被Sentinel标记为主观下线。 3)如果一个Master被标记为主观下线,则正在监视这个Master的所有 Sentinel 要以每秒一次的频率确认Master的确进入了主观下线状态。 4)当有足够数量的Sentinel(大于等于配置文件指定的值)在指定的时间范围内确认Master的确进入了主观下线状态,则Master会被标记为客观下线。 5)在一般情况下,每个Sentinel 会以每10秒一次的频率向它已知的所有Master,Slave发送 INFO 命令。 6)当Master被Sentinel标记为客观下线时,Sentinel 向下线的 Master 的所有Slave发送 INFO命令的频率会从10秒一次改为每秒一次。 7)若没有足够数量的Sentinel同意Master已经下线,Master的客观下线状态就会被移除。 若 Master重新向Sentinel 的PING命令返回有效回复,Master的主观下线状态就会被移除。

主观下线和客观下线 1)主观下线(Subjectively Down, 简称 SDOWN)指的是单个 Sentinel 实例对服务器做出的下线判断。 2)客观下线(Objectively Down, 简称 ODOWN)指的是多个 Sentinel 实例在对同一个服务器做出 SDOWN 判断, 并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后, 得出的服务器下线判断,然后开启failover。

客观下线条件只适用于主服务器: 对于任何其他类型的 Redis 实例, Sentinel 在将它们判断为下线前不需要进行协商, 所以从服务器或者其他 Sentinel 永远不会达到客观下线条件。只要一个 Sentinel 发现某个主服务器进入了客观下线状态, 这个 Sentinel 就可能会被其他 Sentinel 推选出, 并对失效的主服务器执行自动故障迁移操作。

Sentinel API 有两种方式可以与Sentinel进行通讯:指令、发布与订阅。

Sentinel命令 PING :返回 PONG 。 SENTINEL masters :列出所有被监视的主服务器,以及这些主服务器的当前状态; SENTINEL slaves <master name> :列出给定主服务器的所有从服务器,以及这些从服务器的当前状态; SENTINEL get-master-addr-by-name <master name> : 返回给定名字的主服务器的 IP 地址和端口号。 如果这个主服务器正在执行故障转移操作, 或者针对这个主服务器的故障转移操作已经完成, 那么这个命令返回新的主服务器的 IP 地址和端口号; SENTINEL reset <pattern> : 重置所有名字和给定模式 pattern 相匹配的主服务器。 pattern 参数是一个 Glob 风格的模式。 重置操作清楚主服务器目前的所有状态, 包括正在执行中的故障转移, 并移除目前已经发现和关联的, 主服务器的所有从服务器和 Sentinel ; SENTINEL failover <master name> : 当主服务器失效时, 在不询问其他 Sentinel 意见的情况下, 强制开始一次自动故障迁移。

客户端可以通过SENTINEL get-master-addr-by-name <master name>获取当前的主服务器IP地址和端口号,以及SENTINEL slaves <master name>获取所有的Slaves信息。

发布与订阅信息 客户端可以将 Sentinel 看作是一个只提供了订阅功能的 Redis 服务器: 你不可以使用 PUBLISH 命令向这个服务器发送信息, 但你可以用 SUBSCRIBE 命令或者 PSUBSCRIBE 命令, 通过订阅给定的频道来获取相应的事件提醒。 一个频道能够接收和这个频道的名字相同的事件。 比如说, 名为 +sdown 的频道就可以接收所有实例进入主观下线(SDOWN)状态的事件。通过执行 PSUBSCRIBE * 命令可以接收所有事件信息。

+switch-master <master name> <oldip> <oldport> <newip> <newport> :配置变更,主服务器的 IP 和地址已经改变。 这是绝大多数外部用户都关心的信息。

可以看出,我们使用Sentinel命令和发布订阅两种机制就能很好的实现和客户端的集成整合: 使用get-master-addr-by-name和slaves指令可以获取当前的Master和Slaves的地址和信息;而当发生故障转移时,即Master发生切换,可以通过订阅的+switch-master事件获得最新的Master信息。

sentinel.conf中的notification-script 在sentinel.conf中可以配置多个sentinel notification-script <master name> <shell script-path>, 如sentinel notification-script mymaster ./check.sh 这个是在群集failover时会触发执行指定的脚本。脚本的执行结果若为1,即稍后重试(最大重试次数为10);若为2,则执行结束。并且脚本最大执行时间为60秒,超时会被终止执行。

目前会存在该脚本被执行多次的问题,网上查找资料获得的解释是:脚本分为两个级别, SENTINEL_LEADER 和 SENTINEL_OBSERVER ,前者仅由领头 Sentinel 执行(一个 Sentinel),而后者由监视同一个 master 的所有 Sentinel 执行(多个 Sentinel)。

Redis Sentinel的主从切换方案 Redis 2.8版开始正式提供名为Sentinel的主从切换方案,Sentinel用于管理多个Redis服务器实例,可以实现一个功能上实现HA的集群,Sentinel主要负责三个方面的任务1)监控(Monitoring): Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。 2)提醒(Notification): 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时, Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。 3)自动故障迁移(Automatic failover): 当一个主服务器不能正常工作时, Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作, 它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器, 并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器; 当客户端试图连接失效的主服务器时, 集群也会向客户端返回新主服务器的地址, 使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器。

Redis Sentinel 是一个分布式系统, 可以在一个架构中运行多个 Sentinel 进程(progress), 这些进程使用流言协议(gossip protocols)来接收关于主服务器是否下线的信息, 并使用投票协议(agreement protocols)来决定是否执行自动故障迁移, 以及选择哪个从服务器作为新的主服务器。 一个简单的主从结构加sentinel集群的架构图如下:

上图是一主一从节点,加上两个部署了sentinel的集群,sentinel集群之间会互相通信,沟通交流redis节点的状态,做出相应的判断并进行处理,这里的主观下线状态和客观下线状态是比较重要的状态,它们决定了是否进行故障转移 可以 通过订阅指定的频道信息,当服务器出现故障得时候通知管理员 客户端可以将 Sentinel 看作是一个只提供了订阅功能的 Redis 服务器,你不可以使用 PUBLISH 命令向这个服务器发送信息,但你可以用 SUBSCRIBE 命令或者 PSUBSCRIBE 命令, 通过订阅给定的频道来获取相应的事件提醒。 一个频道能够接收和这个频道的名字相同的事件。 比如说, 名为 +sdown 的频道就可以接收所有实例进入主观下线(SDOWN)状态的事件。

二、redis-sentinel哨兵模式集群环境部署记录

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