江西建设信息网站,营销推广方式,营销技巧第二季,自己建立一个网站NoSQL-Redis集群 一、集群#xff1a;1.单点Redis带来的问题#xff1a;2.解决#xff1a;3.集群的介绍#xff1a;4.集群的优势#xff1a;5.集群的实现方式#xff1a; 二、集群的模式#xff1a;1.类型#xff1a;2.主从复制#xff1a; 三、搭建主从复制#xff… NoSQL-Redis集群 一、集群1.单点Redis带来的问题2.解决3.集群的介绍4.集群的优势5.集群的实现方式 二、集群的模式1.类型2.主从复制 三、搭建主从复制1.安装前准备2.修改redis配置文件3.验证 四、Redis哨兵模式1.主从切换技术的方法2.哨兵的核心功能3.哨兵模式原理4.哨兵模式的作用5.哨兵结构6.故障转移机制7.主节点的选举 五、搭建Redis 哨兵模式1.安装前准备2.修改配置文件3.启动哨兵模式4.查看哨兵信息5.故障模拟 六、Redis 群集模式1.集群2.集群的作用3.集群的数据分片 七、搭建Redis 群集模式1.编写shell脚本准备配置文件2.开启群集功能3.启动redis节点4.启动集群5.测试群集 一、集群 1.单点Redis带来的问题 1单点故障服务不可用 2无法处理大量的并发请求 3数据丢失—大灾难 2.解决 搭建redis集群 3.集群的介绍 1是一个通过在多个redis间节点间共享数据的程序集。 2并不支持处理多个keys的命令。 3通过分区提供一定程度的可用性在实际环境中某个节点宕机时或不可达时继续处理。 4.集群的优势 1自动分割数据到不同的节点上 2整个集群的部分节点失败或不可达都能 5.集群的实现方式 1客户端分片 2代理分片 3服务端分片 二、集群的模式 1.类型 redis群集有三种模式分别是主从同步/复制、哨兵模式、Cluster下面会讲解一下三种模式的工作方式以及如何搭建cluster群集 1主从复制主从复制是高可用Redis的基础哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主从复制主要实现了数据的多机备份以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。 缺陷故障恢复无法自动化写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制。 2哨兵在主从复制的基础上哨兵实现了自动化的故障恢复。 缺陷写操作无法负载均衡存储能力受到单机的限制哨兵无法对从节点进行自动故障转移在读写分离场景下从节点故障会导致读服务不可用需要对从节点做额外的监控、切换操作。 3集群通过集群Redis解决了写操作无法负载均衡以及存储能力受到单机限制的问题实现了较为完善的高可用方案。 2.主从复制 是指将一台Redis服务器的数据复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(Master)后者称为从节点(Slave)数据的复制是单向的只能由主节点到从节点。 默认情况下每台Redis服务器都是主节点且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)但一个从节点只能有一个主节点。 1作用 ① 数据冗余主从复制实现了数据的热备份是持久化之外的一种数据冗余方式。 ② 故障恢复当主节点出现问题时可以由从节点提供服务实现快速的故障恢复实际上是一种服务的冗余。 ③ 负载均衡在主从复制的基础上配合读写分离可以由主节点提供写服务由从节点提供读服务即写Redis数据时应用连接主节点读Redis数据时应用连接从节点分担服务器负载尤其是在写少读多的场景下通过多个从节点分担读负载可以大大提高Redis服务器的并发量。 ④ 高可用基石除了上述作用以外主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础因此说主从复制是Redis高可用的基础。 2流程 ① 若启动一个Slave机器进程则它会向Master机器发送一个“sync command”命令请求同步连接。 ② 无论是第一次连接还是重新连接Master机器都会启动一个后台进程将数据快照保存到数据文件中执行rdb操作同时Master还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。 ③ 后台进程完成缓存操作之后Master机器就会向Slave机器发送数据文件Slave端机器将数据文件保存到硬盘上然后将其加载到内存中接着Master机器就会将修改数据的所有操作一并发送给Slave端机器。若Slave出现故障导致宕机则恢复正常后会自动重新连接。 ④ Master机器收到Slave端机器的连接后将其完整的数据文件发送给Slave端机器如果Mater同时收到多个Slave发来的同步请求则Master会在后台启动一个进程以保存数据文件然后将其发送给所有的Slave端机器确保所有的Slave端机器都正常。 三、搭建主从复制 1.安装前准备 master192.168.174.12slave1192.1:68.174.15slave2192.168.174.171三台服务器关闭防火墙安全机制 systemctl stop firewalld.service setenforce 02三台服务器安装redis yum install -y gcc gcc-c maketar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/ #方法一上传软件包后解压安装 或 wget -p /opt http://download.redis.io/releases/redis-5.0.9.tar.gz #方法二在线获取安装包 cd /opt/redis-5.0.7/ make make PREFIX/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils ./install_server.sh ...... Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/2.修改redis配置文件 1修改master上的配置文件 -----修改 Redis 配置文件Master节点操作----- vim /etc/redis/6379.conf redis.conf bind 0.0.0.0 #70行修改监听地址为0.0.0.0 daemonize yes #137行开启守护进程 logfile /var/log/redis_6379.log #172行指定日志文件目录 dir /var/lib/redis/6379 #264行指定工作目录 appendonly yes #700行开启AOF持久化功能2修改slave节点上的配置文件 vim /etc/redis/6379.conf bind 0.0.0.0 #70行修改监听地址为0.0.0.0 daemonize yes #137行开启守护进程 logfile /var/log/redis_6379.log #172行指定日志文件目录 dir /var/lib/redis/6379 #264行指定工作目录 #288行指定要同步的Master节点IP和端口 replicaof 192.168.174.12 6379 appendonly yes #700行开启AOF持久化功能3.验证 1在master上查看日志 tail -f /var/log/redis_6379.log 46333:M 29 Jul 2023 15:54:47.797 * Background saving terminated with success 46333:M 29 Jul 2023 15:54:47.797 * Synchronization with replica 192.168.174.15:6379 succeeded 46333:M 29 Jul 2023 15:54:47.830 * Replica 192.168.174.17:6379 asks for synchronization2在master上验证从服务器 redis-cli info replication四、Redis哨兵模式 1.主从切换技术的方法 当服务器宕机后需要手动一台从机切换为主机这需要人工干预不仅费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点就有了哨兵机制。 2.哨兵的核心功能 在主从复制的基础上哨兵引入了主节点的自动故障转移。 3.哨兵模式原理 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。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。 4.哨兵模式的作用 1监控哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。 2自动故障转移当主节点不能正常工作时哨兵会开始自动故障转移操作它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点并让其它从节点改为复制新的主节点。 3通知提醒哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。 5.哨兵结构 1哨兵节点哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成哨兵节点是特殊的redis节点不存储数据。 2数据节点主节点和从节点都是数据节点。 6.故障转移机制 1由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障 每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了单方面的。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了这样就客观下线了。 2当主节点出现故障此时哨兵节点会通过Raft算法选举算法实现选举机制共同选举出一个哨兵节点为leader来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于3个节点。 3由leader哨兵节点执行故障转移过程如下 ① 将某一个从节点升级为新的主节点让其它从节点指向新的主节点 ② 若原主节点恢复也变成从节点并指向新的主节点 ③ 通知客户端主节点已经更换。 需要特别注意的是客观下线是主节点才有的概念如果从节点和哨兵节点发生故障被哨兵主观下线后不会再有后续的客观下线和故障转移操作。 7.主节点的选举 1过滤掉不健康的已下线的没有回复哨兵 ping 响应的从节点。 2选择配置文件中从节点优先级配置最高的。replica-priority默认值为100 3选择复制偏移量最大也就是复制最完整的从节点。 哨兵的启动依赖于主从模式所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式。 五、搭建Redis 哨兵模式 master192.168.174.12slave1192.1:68.174.15slave2192.168.174.171.安装前准备 systemctl stop firewalld setenforce 02.修改配置文件 vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf protected-mode no #17行关闭保护模式 port 26379 #21行Redis哨兵默认的监听端口 daemonize yes #26行指定sentinel为后台启动 logfile /var/log/sentinel.log #36行指定日志存放路径 dir /var/lib/redis/6379 #65行指定数据库存放路径 sentinel monitor mymaster 192.168.174.12 6379 2 #84行修改 指定该哨兵节点监控192.168.174.12:6379这个主节点该主节点的名称是mymaster最后的2的含义与主节点的故障判定有关至少需要2个哨兵节点同意才能判定主节点故障并进行故障转移 sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 #113行判定服务器down掉的时间周期默认30000毫秒30秒 sentinel failover-timeout mymaster 180000 #146行故障节点的最大超时时间为180000180秒3.启动哨兵模式 先启动master再开启slave cd /opt/redis-5.0.7/ redis-sentinel sentinel.conf 4.查看哨兵信息 redis-cli -p 26379 info Sentinel # Sentinel sentinel_masters:1 sentinel_tilt:0 sentinel_running_scripts:0 sentinel_scripts_queue_length:0 sentinel_simulate_failure_flags:0 master0:namemymaster,statusok,address192.168.174.12:6379,slaves2,sentinels3 [1] 完成 redis-sentinel sentinel.conf5.故障模拟 1查看redis-server进程号 ps -ef | grep redis root 46333 1 0 15:54 ? 00:00:02 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379 root 46877 1 0 16:17 ? 00:00:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel] root 46914 41527 0 16:20 pts/2 00:00:00 grep --colorauto redis2杀死 Master 节点上redis-server的进程号 kill -9 463333验证结果 tail -f /var/log/sentinel.log 46876:X 29 Jul 2023 16:17:28.227 # Configuration loaded 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.231 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024). 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.232 * Running modesentinel, port26379. 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.232 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128. 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.233 # Sentinel ID is 9bdbb87c5517104d931cce174a2286c28dbd9368 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.233 # monitor master mymaster 192.168.174.12 6379 quorum 2 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.235 * slave slave 192.168.174.15:6379 192.168.174.15 6379 mymaster 192.168.174.12 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:17:28.235 * slave slave 192.168.174.17:6379 192.168.174.17 6379 mymaster 192.168.174.12 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:17:55.158 * sentinel sentinel e1a6f0edac9fe4f5bab5dc9435b3d8fe3c3da6d9 192.168.174.15 26379 mymaster 192.168.174.12 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:18:26.746 * sentinel sentinel b0f98619ca4560a6b380ea09180892c37ab5ebd0 192.168.174.17 26379 mymaster 192.168.174.12 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:22:55.629 # new-epoch 1 46877:X 29 Jul 2023 16:22:55.630 # vote-for-leader e1a6f0edac9fe4f5bab5dc9435b3d8fe3c3da6d9 1 46877:X 29 Jul 2023 16:22:55.630 # sdown master mymaster 192.168.174.12 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:22:55.698 # odown master mymaster 192.168.174.12 6379 #quorum 3/2 46877:X 29 Jul 2023 16:22:55.698 # Next failover delay: I will not start a failover before Sat Jul 29 16:28:55 2023 46877:X 29 Jul 2023 16:22:56.174 # config-update-from sentinel e1a6f0edac9fe4f5bab5dc9435b3d8fe3c3da6d9 192.168.174.15 26379 mymaster 192.168.174.12 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:22:56.175 # switch-master mymaster 192.168.174.12 6379 192.168.174.17 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:22:56.175 * slave slave 192.168.174.15:6379 192.168.174.15 6379 mymaster 192.168.174.17 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:22:56.175 * slave slave 192.168.174.12:6379 192.168.174.12 6379 mymaster 192.168.174.17 6379 46877:X 29 Jul 2023 16:23:26.185 # sdown slave 192.168.174.12:6379 192.168.174.12 6379 mymaster 192.168.174.17 63794查看 redis-cli -p 26379 INFO Sentinel # Sentinel sentinel_masters:1 sentinel_tilt:0 sentinel_running_scripts:0 sentinel_scripts_queue_length:0 sentinel_simulate_failure_flags:0 master0:namemymaster,statusok,address192.168.174.17:6379,slaves2,sentinels3六、Redis 群集模式 1.集群 1即Redis Cluster是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。 2集群由多个节点(Node)组成Redis的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节点只有主节点负责读写请求和集群信息的维护从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。 2.集群的作用 1数据分区数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。集群将数据分散到多个节点一方面突破了Redis单机内存大小的限制存储容量大大增加另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务大大提高了集群的响应能力。Redis单机内存大小受限问题在介绍持久化和主从复制时都有提及例如如果单机内存太大bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能导致主进程阻塞主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。 2高可用集群支持主从复制和主节点的自动故障转移与哨兵类似当任一节点发生故障时集群仍然可以对外提供服务。 3.集群的数据分片 1Redis集群引入了哈希槽的概念Redis集群有16384个哈希槽编号0-16383集群的每个节点负责一部分哈希槽。 2每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽通过这个值去找到对应的插槽所对应的节点然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作 以3个节点组成的集群为例 节点A包含0到5460号哈希槽 节点B包含5461到10922号哈希槽 节点C包含10923到16383号哈希槽 Redis集群的主从复制模型 集群中具有A、B、C三个节点如果节点B失败了整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽而不可以用。为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成在节点B失败后集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后集群将不可用。 七、搭建Redis 群集模式 redis的集群一般需要6个节点3主3从。方便起见这里所有节点在同一台服务器上模拟 以端口号进行区分3个主节点端口号6001/6002/6003对应的从节点端口号6004/6005/6006。 1.编写shell脚本准备配置文件 cd /etc/redis/ mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6} vim test.sh for i in {1..6} do cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i done bash test.sh2.开启群集功能 其他5个文件夹的配置文件以此类推修改注意6个端口都要不一样。 cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001 vim redis.conf #bind 127.0.0.1 #69行注释掉bind 项默认监听所有网卡 protected-mode no #88行修改关闭保护模式 port 6001 #92行修改redis监听端口 daemonize yes #136行开启守护进程以独立进程启动 cluster-enabled yes #832行取消注释开启群集功能 cluster-config-file nodes-6001.conf #840行取消注释群集名称文件设置 cluster-node-timeout 15000 #846行取消注释群集超时时间设置 appendonly yes #700行修改开启AOF持久化3.启动redis节点 分别进入那六个文件夹执行命令redis-server redis.conf 来启动redis节点两种方法方法一 cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001 redis-server redis.conf方法二 vim test1.sh for d in {1..6} do cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$d redis-server redis.conf done bash test1.sh ps -ef | grep redis4.启动集群 redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1六个实例分为三组每组一主一从前面的做主节点后面的做从节点。下面交互的时候 需要输入 yes 才可以创建。 replicas 1 表示每个主节点有1个从节点。 5.测试群集 redis-cli -p 6001 -c #加-c参数节点之间就可以互相跳转 127.0.0.1:6001 CLUSTER SLOTS #查看节点的哈希槽编号范围 1) 1) (integer) 109232) (integer) 16383 #哈希槽编号范围3) 1) 127.0.0.12) (integer) 60033) ac1f9cbf20f56376e339bb2c7068df3baf62b85f4) 1) 127.0.0.12) (integer) 60053) 86e588aa024c1e55542da1b56ce1e06b9ba7107b 2) 1) (integer) 54612) (integer) 109223) 1) 127.0.0.12) (integer) 60023) 8cb343d916930cc236c7360e1a2d7c1f7006ca224) 1) 127.0.0.12) (integer) 60043) 5263302517ce6c3fe8e0bd497cc427e69458bc5c 3) 1) (integer) 02) (integer) 54603) 1) 127.0.0.12) (integer) 60013) ee4b71f23836d9fd5d14a5856265a86c79d284404) 1) 127.0.0.12) (integer) 60063) 58ee04b6e8061616957bff4d2c7ae418035f0f2d set name billkin - Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6002 OK 127.0.0.1:6002 cluster keyslot name (integer) 5798 127.0.0.1:6002 quit [rootmaster redis6006]# redis-cli -p 6004 -c 127.0.0.1:6004 keys * 1) name 127.0.0.1:6004 get name #查看成功 - Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6002 billkin