【Redis】哨兵模式Sentinel

哨兵模式 Sentinel

sentinel 简介

• 主从复制高可用存在的问题&＃xff1f;

1. 手动故障转移、2. 写能力和存储能力受限&＃xff0c;其他节点只是主节点的副本

redis sentinel 分为几个节点&＃xff0c;相当于redis的进程&＃xff0c;不会存储数据&＃xff0c;作用是完成redis的故障判断和故障转移&＃xff0c;并且通知客户端的过程。

Sentinel其实是一个redis的服务端程序&＃xff0c;会定时执行一些serverCron函数来获取整个集群模式下的信息&＃xff0c;可以在无需人工干预的情况下做到故障转移。Sentinel 是一个分布式系统&＃xff0c;也就是说Sentinel本身也是可以做集群的。

Sentinel的作用是用来故障发现&＃xff0c;故障自动转移&＃xff0c;并且通知客户端的过程。&＃xff08;监控和故障转移的通知&＃xff09;

其中&＃xff0c;一套sentinel可以监控多套redis的master和slave&＃xff0c;使用master-name标识进行监控

redis sentinel 故障转移的过程步骤原理&＃xff1a;

1. 多个sentinel发现并确认master有问题&＃xff0c;将连接进行中断
2. 选举出一个sentinel作为领导
3. 选出一个slave作为master
4. 通知其余slave称为新的master的slave
5. 通知客户端主从变化
6. 如果原有的master复活了&＃xff0c;则等待老的master复活成为新master的slave

redis sentinel的安装和配置

1. 配置开启主从节点

2. 配置开启sentinel监控主节点&＃xff08;sentinel是特殊的redis&＃xff09;

3. 实际应该多机器

4. 详细配置节点

监控机制

Sentinel具有故障转移能力&＃xff0c;则我们必须知道redis主、从服务器运行时的信息&＃xff08;ip、端口号、状态等&＃xff09;&＃xff0c;sentinel通过三个定时监控任务完成对各个节点发现和监控。

1. 主从节点信息监控

   每隔10秒执行info&＃xff0c;每个Sentinel节点会向主节点和从节点发送info命令获取最新的拓扑结构。如下图&＃xff08;忽略psync&＃xff0c;这个是主从复制的时候触发&＃xff09;&＃xff1a;

   

   作用

   1. 通过向主节点执行info命令&＃xff0c;获取从节点的信息&＃xff0c;这也是为什么Sentinel节点不需要显式配置监控从节点。
   2. 当有新的从节点加入时都可以立刻感知出来。
   3. 节点不可达或者故障转移后&＃xff0c;可以通过info命令实时更新节点拓扑信息。

2. 对主节点监控

   每隔2秒&＃xff0c;每个Sentinel节点会向 Redis 主节点的__sentinel__:hello频道上发送该Sentinel节点对于主节点的判断以及当前Sentinel节点的信息&＃xff0c;同时每个Sentinel节点也会订阅该频道&＃xff0c;来了解其他Sentinel节点以及它们对主节点的判断。

   

   作用

   1. 通过订阅主节点的__sentinel__:hello了解其他的Sentinel节点信息&＃xff0c;如果是新加入的Sentinel节点将该Sentinel节点信息保存起来&＃xff0c;并与该Sentinel节点创建连接。
   2. Sentinel节点之间交换主节点的状态&＃xff0c;作为后面客观下线&＃xff08;这个后面会说&＃xff09;以及领导者选举的依据。

3. 心跳检测

   每隔1秒&＃xff0c;每个Sentinel节点会向主节点、从节点、其余Sentinel节点发送一条ping命令做一次心跳检测&＃xff0c;来确认这些节点当前是否可达。这个定时任务是节点失败判定的重要依据。

   

主观和客观下线

sentinel monitor # 建议quorum为 节点数/2 &＃43; 1 &＃xff0c;并且建议为奇数
sentinel monitor myMaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds
sentinel down-after-milliseconds myMaster 30000


主观下线&＃xff1a;每个sentinel节点对redis节点失败的偏见

客观下线&＃xff1a;所有sentinel节点对redis节点失败"达成共识"&＃xff08;超过quprum个通过&＃xff09;

sentinel is-master-down-by-addr &＃xff1a;问一下其他的sentinel节点&＃xff0c;是否你们也认为当前这个master节点是需要做一个客观下线的&＃xff08;slave做一个主观下线就好了&＃xff09;

• 主观下线

  定时任务中有提到Sentinel节点会每隔1秒对主节点、从节点、其他Sentinel节点发送ping命令做心跳检测&＃xff0c;当这些节点超过down-after-milliseconds(配置文件中的属性)没有进行有效回复&＃xff0c;Sentinel节点就会对该节点做失败判定&＃xff0c;这个行为叫做主观下线(站在一个Sentinel的角度上&＃xff0c;当前Sentinel认为下线就是主观)。

• 客观下线

  当Sentinel主观下线的节点是主节点时&＃xff0c;该 Sentinel 节点会通过sentinel is-master-down-by-addr命令向其他Sentinel节点询问对主节点的判断&＃xff0c;当超过quorum个数&＃xff0c;Sentinel节点认为主节点确实有问题&＃xff0c;这时该Sentinel节点会做出客观下线的决定&＃xff0c;这样客观下线的含义是比较明显了&＃xff0c;也就是大部分Sentinel节点都对主节点的下线做了同意的判定&＃xff0c;那么这个判定就是客观的。

Sentinel选举

当sentinel客观判定认为主节点下线后&＃xff0c;是不会立即执行redis的故障转移&＃xff0c;因为执行故障转移只需要一个sentinel来操作&＃xff0c;那该由哪一个sentinel来执行呢&＃xff1f;这个时候回出现一个选举leader的过程

sentinel选举过程&＃xff1a;

1. 每个在线的Sentinel节点都有资格成为领导者&＃xff0c;当它确认主节点主观下线时候&＃xff0c;会向其他Sentinel节点发送sentinel is-master-down-by-addr命令&＃xff0c;要求将自己设置为领导者。
2. 收到命令的Sentinel节点&＃xff0c;如果没有同意过其他Sentinel节点的sentinelis-master-down-by-addr命令&＃xff0c;将同意该请求&＃xff0c;否则拒绝。
3. 如果该Sentinel节点发现自己的票数已经大于等于num / 2 &＃43; 1 (num 为Sentinel节点个数)&＃xff0c;那么它将成为领导者。
4. 如果此过程没有选举出Leader&＃xff0c;将进入下一次选举。

故障转移

Sentinel的作用就是用来做故障转移的。现在Sentinel客观下线了主节点&＃xff0c;上面也把Sentinel 的Leader选举出来了&＃xff0c;最后的步骤就是通过这个Leader来操作故障转移。

大概过程如下&＃xff1a;

1. 选择合适的从节点 因为整个集群环境存在多个从节点&＃xff0c;所以Sentinel 在操作故障转移过程时会有一个过滤从节点的过程&＃xff0c;选择合适的一台从节点提升为主节点&＃xff0c;步骤如下&＃xff1a;
   1.1 过滤掉主观下线、5 秒内没有回复过Sentinel 节点ping 响应、与主节点失联超过down-after-milliseconds*10 秒的从节点。
   1.2 选择slave-priority &＃xff08;从节点优先级&＃xff09;最高的从节点列表&＃xff0c;如果存在则返回&＃xff0c;不存在则继续。
   1.3 选择复制偏移量最大的从节点&＃xff08;复制的最完整&＃xff09;&＃xff0c;如果存在则返回&＃xff0c;不存在则继续。
   1.4 选择runid 最小的从节点。
2. Sentinel领导者节点会对第一步选出来的从节点执行slaveof no one命令让其成为主节点。
3. Sentinel领导者节点会向剩余的从节点发送命令&＃xff0c;让它们成为新主节点的从节点&＃xff0c;复制规则和parallel-syncs参数有关。
4. Sentinel节点集合会将原来的主节点更新为从节点&＃xff0c;并保持着对其关注&＃xff0c;当其恢复后命令它去复制新的主节点。

Sentinel的局限性

• 部署麻烦、原理复杂、浪费资源&＃xff0c;从节点作为备份节点不提供服务。

• 不支持读写分离&＃xff0c;实现起来相对复杂。

• 只支持对主节点的故障转移&＃xff0c;不支持对从节点的故障转移。

• 存储的数据量有限&＃xff0c;因为Sentinel的基础是主从复制&＃xff0c;所有主节点和从几点都包含了 Redis 全量的数据。

总结

主要把上面的监控机制、Sentinel的Leader选举、故障转移概念和流程搞清楚问题就不大。

参考&＃xff1a;慕课课程&＃xff08;Redis从入门到高可用 分布式实践&＃xff09;