Redis哨兵集群原理講解和Docker-compose安裝Redis哨兵集群

作者：springboot葵花寶典 2023-09-27 06:26:07

數據庫 Redis

當master節點宕機后，我們就不能寫數據到Redis,所以需要搭建一個三節點形成的Sentinel集群，來監管之前的Redis主從集群

今日目標

掌握Docker-compose安裝Redis哨兵集群

單節點Redis的并發能力是有上限的，要進一步提高Redis的并發能力，就需要搭建主從集群，實現讀寫分離

主節點: 可以對Redis實現讀寫操作
從節點: 只可以對Redis實現讀操作

但是，當master節點宕機后，我們就不能寫數據到Redis,所以需要搭建一個三節點形成的Sentinel集群，來監管之前的Redis主從集群

1.Redis哨兵

Redis提供了哨兵（Sentinel）機制來實現主從集群的自動故障恢復。

哨兵的結構如圖：

圖片

共包含6個節點，一個主兩個從和三個哨兵。這里我們會在同一臺虛擬機中開啟6個redis實例，模擬主從集群，信息如下：

IP	PORT	角色
192.168.150.102	6380	master
192.168.150.102	6381	slave
192.168.150.102	6382	slave
192.168.150.102	26379	sentinel
192.168.150.102	26380	sentinel
192.168.150.102	26381	sentinel

哨兵的作用如下：

監控：Sentinel 會不斷檢查您的master和slave是否按預期工作
自動故障恢復：如果master故障Sentinel會將一個slave提升為master。當故障實例恢復后也以新的master為主
通知：Sentinel充當Redis客戶端的服務發現來源，當集群發生故障轉移時會將最新信息推送給Redis的客戶端

2. 準備實例和配置

要在同一臺虛擬機開啟6個實例，必須準備6份不同的配置文件和目錄，配置文件所在目錄也就是工作目錄。確保下面的配置已經更改（位置也別錯）

# master
mkdir -p /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config /redis-master-slave-sentinel/redis/master/data
cd /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config
curl -O -L http://download.redis.io/releases/redis-6.0.20.tar.gz
tar -zxvf redis-6.0.20.tar.gz
cp /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config/redis-6.0.20/redis.conf  /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config/redis.conf
sed -i 's/bind 127.0.0.1/bind 0.0.0.0/' /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config/redis.conf

# slave-1
mkdir -p /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/config /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/data
cd /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/config/
cp /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config/redis-6.0.20/redis.conf   /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/config/redis.conf
sed -i 's/bind 127.0.0.1/bind 0.0.0.0/' /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/config/redis.conf 

# slave-2
mkdir -p /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/config /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/data
cd /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/config/
cp /redis-master-slave-sentinel/redis/master/config/redis-6.0.20/redis.conf   /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/config/redis.conf
sed -i 's/bind 127.0.0.1/bind 0.0.0.0/' /redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/config/redis.conf


#redis-sentinel-1
mkdir -p /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-1  /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-1/s1
cd  /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-1


cat >> /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-1/sentinel.conf <<EOF
# 配置可參考 http://download.redis.io/redis-stable/sentinel.conf
# 配置說明 https://redis.io/topics/sentinel
port 26379
dir /tmp
sentinel monitor mymaster 192.168.150.102 6380 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel auth-pass mymaster 123456
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel deny-scripts-reconfig yes
EOF



#redis-sentinel-2
mkdir -p /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-2  /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-2/s2
cd  /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-2


cat >> /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-2/sentinel.conf <<EOF
# 配置可參考 http://download.redis.io/redis-stable/sentinel.conf
# 配置說明 https://redis.io/topics/sentinel
port 26379
dir /tmp
sentinel monitor mymaster 192.168.150.102 6380 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel auth-pass mymaster 123456
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel deny-scripts-reconfig yes
EOF


#redis-sentinel-3
mkdir -p /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-3  /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-3/s3
cd  /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-3


cat >> /redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-3/sentinel.conf <<EOF
# 配置可參考 http://download.redis.io/redis-stable/sentinel.conf
# 配置說明 https://redis.io/topics/sentinel
port 26379
dir /tmp
sentinel monitor mymaster 192.168.150.102 6380 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel auth-pass mymaster 123456
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel deny-scripts-reconfig yes
EOF

sentinel.conf說明

port 26379
dir /tmp
sentinel monitor mymaster 192.168.150.102 6380 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel auth-pass mymaster 123456
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel deny-scripts-reconfig yes

sentinel.conf解讀

port 26379：是當前sentinel實例的端口
sentinel monitor mymaster 192.168.150.102 6380 2：指定主節點信息 ○ mymaster：主節點名稱，自定義，任意寫 ○ 192.168.150.102 6380：主節點的ip和端口 ○ 2：選舉master時的quorum值
sentinel auth-pass mymaster 123456 :訪問主節點時的密碼

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3. docker-compose-redis-master-slave-sentinel.yml文件的編寫

創建名稱為docker-compose-redis-master-slave-sentinel.yml用于安裝Redis哨兵集群docker-compose文件

version: '3'

# 網橋redis -> 方便相互通訊
networks:
  redis:

services:
  # ============================ ↓↓↓↓↓↓ redis ↓↓↓↓↓↓ ============================

  # 主
  redis-master:
    image: redis:6.0.20                    # 鏡像'redis:6.0.20'
    container_name: redis-master                                                      # 容器名為'redis-master'
    restart: unless-stopped                                                                   # 指定容器退出后的重啟策略為始終重啟，但是不考慮在Docker守護進程啟動時就已經停止了的容器
    command: redis-server /etc/redis/redis.conf --port 6380 --requirepass 123456 --masterauth 123456 --appendonly no # 啟動redis服務并添加密碼為：123456, 當主redis下線重啟后變成從redis時認證主redis密碼：123456, 默認不開啟redis-aof方式持久化配置
    environment:                        # 設置環境變量,相當于docker run命令中的-e
      TZ: Asia/Shanghai
      LANG: en_US.UTF-8
    volumes:                            # 數據卷掛載路徑設置,將本機目錄映射到容器目錄
      - "/redis-master-slave-sentinel/redis/master/data:/data"
      - "/redis-master-slave-sentinel/redis/master/config/redis.conf:/etc/redis/redis.conf"  # `redis.conf`文件內容`http://download.redis.io/redis-stable/redis.conf`
    ports:                              # 映射端口
      - "6380:6380"
  # 從1
  redis-slave-1:
    image: redis:6.0.20                   # 鏡像'redis:6.0.20'
    container_name: redis-slave-1                                                    # 容器名為'redis-slave-1'
    restart: unless-stopped                                                                   # 指定容器退出后的重啟策略為始終重啟，但是不考慮在Docker守護進程啟動時就已經停止了的容器
    command: redis-server /etc/redis/redis.conf --port 6381 --requirepass 123456 --appendonly no --slaveof 192.168.150.102 6380 --masterauth 123456 # 啟動redis服務并添加密碼為：123456,默認不開啟redis-aof方式持久化配置,連接并認證master節點
    environment:                        # 設置環境變量,相當于docker run命令中的-e
      TZ: Asia/Shanghai
      LANG: en_US.UTF-8
    volumes:                            # 數據卷掛載路徑設置,將本機目錄映射到容器目錄
      - "/redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/data:/data"
      - "/redis-master-slave-sentinel/redis/slave-1/config/redis.conf:/etc/redis/redis.conf"  # `redis.conf`文件內容`http://download.redis.io/redis-stable/redis.conf`
    ports:                              # 映射端口
      - "6381:6381"
    depends_on:
      - redis-master
    links:
      - redis-master
  # 從2
  redis-slave-2:
    image: redis:6.0.20                   # 鏡像'redis:6.0.20'
    container_name: redis-slave-2                                                    # 容器名為'redis-slave-2'
    restart: unless-stopped                                                                   # 指定容器退出后的重啟策略為始終重啟，但是不考慮在Docker守護進程啟動時就已經停止了的容器
    command: redis-server /etc/redis/redis.conf --port 6382 --requirepass 123456 --appendonly no --slaveof 192.168.150.102 6380 --masterauth 123456 # 啟動redis服務并添加密碼為：123456,默認不開啟redis-aof方式持久化配置,連接并認證master節點
    environment:                        # 設置環境變量,相當于docker run命令中的-e
      TZ: Asia/Shanghai
      LANG: en_US.UTF-8
    volumes:                            # 數據卷掛載路徑設置,將本機目錄映射到容器目錄
      - "/redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/data:/data"
      - "/redis-master-slave-sentinel/redis/slave-2/config/redis.conf:/etc/redis/redis.conf"  # `redis.conf`文件內容`http://download.redis.io/redis-stable/redis.conf`
    ports:                              # 映射端口
      - "6382:6382"
    depends_on:
      - redis-master
    links:
      - redis-master

  # ============================ ↓↓↓↓↓↓ sentinel ↓↓↓↓↓↓ ============================

  redis-sentinel-1:
    image: redis:6.0.20                    # 鏡像'redis:6.0.20'
    container_name: redis-sentinel-1                                                  # 容器名為'redis-sentinel-1'
    restart: unless-stopped                                                                   # 指定容器退出后的重啟策略為始終重啟，但是不考慮在Docker守護進程啟動時就已經停止了的容器
    command: redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
    environment:                        # 設置環境變量,相當于docker run命令中的-e
      TZ: Asia/Shanghai
      LANG: en_US.UTF-8
    ports:
      - "26379:26379"
    volumes:
      - "/redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-1/sentinel.conf:/etc/redis/sentinel.conf" # `sentinel.conf`文件內容`http://download.redis.io/redis-stable/sentinel.conf`
    depends_on:
      - redis-master
      - redis-slave-1
      - redis-slave-2
    links:
      - redis-master
      - redis-slave-1
      - redis-slave-2
  redis-sentinel-2:
    image: redis:6.0.20                    # 鏡像'redis:6.0.20'
    container_name: redis-sentinel-2                                                  # 容器名為'redis-sentinel-2'
    restart: unless-stopped                                                                   # 指定容器退出后的重啟策略為始終重啟，但是不考慮在Docker守護進程啟動時就已經停止了的容器
    command: redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
    environment:                        # 設置環境變量,相當于docker run命令中的-e
      TZ: Asia/Shanghai
      LANG: en_US.UTF-8
    ports:
      - "26380:26379"
    volumes:
      - "/redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-2/sentinel.conf:/etc/redis/sentinel.conf" # `sentinel.conf`文件內容`http://download.redis.io/redis-stable/sentinel.conf`
    depends_on:
      - redis-master
      - redis-slave-1
      - redis-slave-2
      - redis-sentinel-1
    links:
      - redis-master
      - redis-slave-1
      - redis-slave-2
  redis-sentinel-3:
    image: redis:6.0.20                    # 鏡像'redis:6.0.20'
    container_name: redis-sentinel-3                                                  # 容器名為'redis-sentinel-3'
    restart: unless-stopped                                                                   # 指定容器退出后的重啟策略為始終重啟，但是不考慮在Docker守護進程啟動時就已經停止了的容器
    command: redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
    environment:                        # 設置環境變量,相當于docker run命令中的-e
      TZ: Asia/Shanghai
      LANG: en_US.UTF-8
    ports:
      - "26381:26379"
    volumes:
      - "/redis-master-slave-sentinel/sentinel/redis-sentinel-3/sentinel.conf:/etc/redis/sentinel.conf" # `sentinel.conf`文件內容`http://download.redis.io/redis-stable/sentinel.conf`
    depends_on:
      - redis-master
      - redis-slave-1
      - redis-slave-2
      - redis-sentinel-1
      - redis-sentinel-2
    links:
      - redis-master
      - redis-slave-1
      - redis-slave-2

3.1. 運行 -- 哨兵模式（sentinel監視redis主從服務

運行 -- 哨兵模式（sentinel監視redis主從服務，當某個master服務下線時，自動將該master下的某個從服務升級為master服務替代已下線的master服務繼續處理請求 -- 即主節點切換）

docker-compose -f docker-compose-redis-master-slave-sentinel.yml -p redis up -d

圖片

3.2 測試

1.哨兵模式查看

# 連接redis-sentinel-1
docker exec -it redis-sentinel-1 redis-cli -p 26379

2.查看redis主信息

sentinel master mymaster

圖片

查看redis從信息

sentinel slaves mymaster

圖片

4.查看哨兵redis-sentinel-1日志

docker logs -f redis-sentinel-1

圖片

進入redis-slave-1容器

docker exec -it redis-master redis-cli -h 192.168.150.102 -p 6381 -a 123456

圖片

關閉redis-master主節點

docker stop redis-master

發現主節點從master節點，轉換為slave-2節點

圖片

進入redis-slave-2容器

docker exec -it redis-master redis-cli -h 192.168.150.102 -p 6382 -a 123456

7.查看集群狀態

info replication

發現現在從節點只剩一個

圖片

8.重啟master節點

docker start redis-master

圖片

9.再次查看集群狀態

info replication

發現master節點添加回來了，但是變成了從節點

圖片

3.3. 卸載哨兵集群

docker-compose -f docker-compose-redis-master-slave-sentinel.yml -p redis down

3.4. 集群故障恢復原理

哨兵master自己從當前集群中的slave節點中選出一個新的master，原則是

1-首先會判斷slave節點與master節點斷開時間長短，如果超過指定值（down-after-milliseconds * 10）則會排除該slave節點
2-然后判斷slave節點的slave-priority值，越小優先級越高，如果是0則永不參與選舉
3-如果slave-prority一樣，則判斷slave節點的offset值，越大說明數據越新，優先級越高
4-最后是判斷slave節點的運行id大小，越小優先級越高。

3.5. 哨兵集群監控原理

Sentinel基于心跳機制監測服務狀態，每隔1秒向集群的每個實例發送ping命令：

主觀下線：如果某sentinel節點發現某實例未在規定時間響應，則認為該實例主觀下線。
客觀下線：若超過指定數量（quorum）的sentinel都認為該實例主觀下線，則該實例客觀下線。quorum值最好超過Sentinel實例數量的一半。

圖片

總結

Sentinel的三個作用是什么

監控
故障轉移
通知

Sentinel如何判斷一個redis實例是否健康

每隔1秒發送一次ping命令，如果超過一定時間沒有相向則認為是主觀下線
如果大多數sentinel都認為實例主觀下線，則判定服務下線

責任編輯：武曉燕來源： springboot葵花寶典

Redis 哨兵集群