3台服务器Redis高可用哨兵模式

小灰灰 2022-06-16 05:39 181阅读 0赞

# 3台服务器Redis高可用哨兵模式 #

@(学习)\[redis, 高可用\]

*  3台服务器Redis高可用哨兵模式
    
     *  介绍
     *  redis程序安装
     *  哨兵模式配置
        
         *  1 主redis配置
         *  2 从redis配置
     *  3 启动redis和哨兵
     *  总结

## 1. 介绍 ##

![这里写图片描述][SouthEast]  
Redis 的 Sentinel 系统用于管理多个 Redis 服务器（instance）， 该系统执行以下三个任务：  
**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。  
**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。  
**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， 你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。  
虽然 Redis Sentinel 释出为一个单独的可执行文件 redis-sentinel ， 但实际上它只是一个运行在特殊模式下的 Redis 服务器， 你可以在启动一个普通 Redis 服务器时通过给定 –sentinel 选项来启动 Redis Sentinel 。

环境  
CentOS7.2  
redis3.2.8

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">服务器IP</th> 
   <th align="center">redis端口</th> 
   <th align="center">哨兵端口</th> 
   <th align="center">服务器角色</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">10.1.0.160</td> 
   <td align="center">6379</td> 
   <td align="center">26379</td> 
   <td align="center">主</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">10.1.0.161</td> 
   <td align="center">6379</td> 
   <td align="center">26379</td> 
   <td align="center">从1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">10.1.0.71</td> 
   <td align="center">6379</td> 
   <td align="center">26379</td> 
   <td align="center">从2</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2. redis程序安装 ##

以下是单redis安装脚本，可适用于单redis使用。  
`cat install_redis.sh`

#!/usr/bin/env bash
    # It's Used to be install redis.
    # Created on 2016/10/19 11:18.
    # @author: Chinge_Yang.
    # Version: 1.0
    
    function install_redis () {
    #################################################################################################
            sourcepackage_dir="/tmp"
            redis_install_dir="/usr/local/redis"
            cd ${sourcepackage_dir}
            if [ ! -f " redis-stable.tar.gz" ]; then
                    wget http://download.redis.io/releases/redis-stable.tar.gz
            fi
            cd ${makework_dir}
            tar -zxvf ${sourcepackage_dir}/redis-stable.tar.gz
            cd redis-stable
            make PREFIX=/usr/local/redis install
            return_echo "make"
            mkdir -p /usr/local/redis/{etc,var}
            rsync -avz redis.conf  /usr/local/redis/etc/
            sed -i 's@pidfile.*@pidfile /var/run/redis-server.pid@' $redis_install_dir/etc/redis.conf
            sed -i "s@logfile.*@logfile $redis_install_dir/var/redis.log@" $redis_install_dir/etc/redis.conf
            sed -i "s@^dir.*@dir $redis_install_dir/var@" $redis_install_dir/etc/redis.conf
            sed -i 's/daemonize no/daemonize yes/g' /usr/local/redis/etc/redis.conf
            sed -i 's/^# bind 127.0.0.1/bind 127.0.0.1/g' /usr/local/redis/etc/redis.conf
            rsync -avz ${sourcepackage_dir}/init.d/redis-server /etc/init.d/
            /etc/init.d/redis-server start
            chkconfig --add redis-server
            chkconfig redis-server on
     #################################################################################################
    }
    
    install_redis

redis启停脚本示例：  
`cat redis-server`

#!/bin/bash 
    #
    # redis - this script starts and stops the redis-server daemon
    #
    # chkconfig: - 85 15 
    # description: Redis is a persistent key-value database
    # processname: redis-server
    # config: /usr/local/redis/etc/redis.conf 
    # config: /etc/sysconfig/redis
    # pidfile: /usr/local/redis/var/redis-server.pid
    
    # Source function library.
    . /etc/rc.d/init.d/functions
    
    # Source networking configuration.
    . /etc/sysconfig/network
    
    # Check that networking is up.
    [ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0
    
    redis="/usr/local/redis/bin/redis-server"
    prog=$(basename $redis)
    
    REDIS_CONF_FILE="/usr/local/redis/etc/redis.conf"
    
    [ -f /etc/sysconfig/redis ] && . /etc/sysconfig/redis
    
    lockfile=/var/lock/subsys/redis-server
    
    start() {
        [ -x $redis ] || exit 5
        [ -f $REDIS_CONF_FILE ] || exit 6
        echo -n $"Starting $prog: "
        daemon $redis $REDIS_CONF_FILE
        retval=$?
        echo
        [ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile
        return $retval
    }
    
    stop() {
        echo -n $"Stopping $prog: "
        killproc $prog 
        retval=$?
        echo
        [ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile
        return $retval
    }
    
    restart() {
        stop
        start
    }
    
    reload() {
        echo -n $"Reloading $prog: "
        killproc $redis -HUP
        RETVAL=$?
        echo
    }
    
    force_reload() {
        restart
    }
    
    rh_status() {
        status $prog
    }
    
    rh_status_q() {
        rh_status >/dev/null 2>&1
    }
    
    case "$1" in
        start)
            rh_status_q && exit 0
            $1
            ;;
        stop)
            rh_status_q || exit 0
            $1
            ;;
        restart)
            $1
            ;;
        reload)
            rh_status_q || exit 7
            $1
            ;;
        force-reload)
            force_reload
            ;;
        status)
            rh_status
            ;;
        condrestart|try-restart)
            rh_status_q || exit 0
                ;;
        *)
            echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload}"
            exit 2
    esac

redis-sentinel启停脚本示例：

#!/bin/bash 
    #
    # redis-sentinel - this script starts and stops the redis-server sentinel daemon
    #
    # chkconfig: - 85 15 
    # description: Redis sentinel 
    # processname: redis-server
    # config: /usr/local/redis/etc/sentinel.conf 
    # config: /etc/sysconfig/redis
    # pidfile: /usr/local/redis/var/redis-sentinel.pid
    
    # Source function library.
    . /etc/rc.d/init.d/functions
    
    # Source networking configuration.
    . /etc/sysconfig/network
    
    # Check that networking is up.
    [ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0
    
    redis="/usr/local/redis/bin/redis-sentinel"
    prog=$(basename $redis)
    
    REDIS_CONF_FILE="/usr/local/redis/etc/sentinel.conf"
    
    [ -f /etc/sysconfig/redis ] && . /etc/sysconfig/redis
    
    lockfile=/var/lock/subsys/redis-sentinel
    
    start() {
        [ -x $redis ] || exit 5
        [ -f $REDIS_CONF_FILE ] || exit 6
        echo -n $"Starting $prog: "
        daemon $redis $REDIS_CONF_FILE --sentinel
        retval=$?
        echo
        [ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile
        return $retval
    }
    
    stop() {
        echo -n $"Stopping $prog: "
        killproc $prog 
        retval=$?
        echo
        [ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile
        return $retval
    }
    
    restart() {
        stop
        start
    }
    
    reload() {
        echo -n $"Reloading $prog: "
        killproc $redis -HUP
        RETVAL=$?
        echo
    }
    
    force_reload() {
        restart
    }
    
    rh_status() {
        status $prog
    }
    
    rh_status_q() {
        rh_status >/dev/null 2>&1
    }
    
    case "$1" in
        start)
            rh_status_q && exit 0
            $1
            ;;
        stop)
            rh_status_q || exit 0
            $1
            ;;
        restart)
            $1
            ;;
        reload)
            rh_status_q || exit 7
            $1
            ;;
        force-reload)
            force_reload
            ;;
        status)
            rh_status
            ;;
        condrestart|try-restart)
            rh_status_q || exit 0
                ;;
        *)
            echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload}"
            exit 2
    esac

## 3. 哨兵模式配置 ##

3台主机相同设置：  
1. 按照前面单redis安装方法安装程序；  
2. 创建相应数据目录；

mkdir -p /usr/local/redis/data/redis
    mkdir -p /usr/local/redis/data/sentinel
    mkdir -p /usr/local/redis/sbin
    vim /usr/local/redis/sbin/redis-server  # 使用上文中的示例脚本
    vim /usr/local/redis/sbin/redis-sentinel  # 使用上文中的示例脚本

### 3.1 主redis配置 ###

`vim redis.conf`

daemonize yes
    pidfile "/usr/local/redis/var/redis-server.pid"
    port 6379
    tcp-backlog 128
    timeout 0
    tcp-keepalive 0
    loglevel notice
    logfile "/usr/local/redis/var/redis-server.log"
    databases 16
    save 900 1    
    save 300 10
    save 60 10000
    stop-writes-on-bgsave-error yes
    rdbcompression yes
    rdbchecksum yes
    dbfilename dump.rdb 
    dir "/usr/local/redis/data/redis"
    masterauth "20170310"
    requirepass "20170310"
    slave-serve-stale-data yes
    slave-read-only yes
    repl-diskless-sync no
    repl-diskless-sync-delay 5
    repl-disable-tcp-nodelay no
    slave-priority 100
    appendonly yes
    appendfilename "appendonly.aof"
    appendfsync everysec
    no-appendfsync-on-rewrite no
    auto-aof-rewrite-percentage 100
    auto-aof-rewrite-min-size 64mb
    aof-load-truncated yes
    lua-time-limit 5000
    slowlog-log-slower-than 10000
    slowlog-max-len 128
    latency-monitor-threshold 0
    notify-keyspace-events ""
    hash-max-ziplist-entries 512
    hash-max-ziplist-value 64
    list-max-ziplist-entries 512
    list-max-ziplist-value 64
    set-max-intset-entries 512
    zset-max-ziplist-entries 128
    zset-max-ziplist-value 64
    hll-sparse-max-bytes 3000
    activerehashing yes
    client-output-buffer-limit normal 0 0 0
    client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
    client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
    hz 10
    aof-rewrite-incremental-fsync yes

**群集文件配置**  
`vim sentinel.conf`

### 3.2 从redis配置 ###

相对主redis配置，多添加了如下行：

slaveof 10.1.0.160 6379

`vim redis.conf`

daemonize yes
    pidfile "/usr/local/redis/var/redis-server.pid"
    port 6379
    tcp-backlog 128
    timeout 0
    tcp-keepalive 0
    loglevel notice
    logfile "/usr/local/redis/var/redis-server.log"
    databases 16
    save 900 1    
    save 300 10
    save 60 10000
    stop-writes-on-bgsave-error yes
    rdbcompression yes
    rdbchecksum yes
    dbfilename dump.rdb 
    dir "/usr/local/redis/data/redis"
    masterauth "20170310"
    requirepass "20170310"
    slaveof 10.1.0.160 6379  
    slave-serve-stale-data yes
    slave-read-only yes
    repl-diskless-sync no
    repl-diskless-sync-delay 5
    repl-disable-tcp-nodelay no
    slave-priority 90
    appendonly yes
    appendfilename "appendonly.aof"
    appendfsync everysec
    no-appendfsync-on-rewrite no
    auto-aof-rewrite-percentage 100
    auto-aof-rewrite-min-size 64mb
    aof-load-truncated yes
    lua-time-limit 5000
    slowlog-log-slower-than 10000
    slowlog-max-len 128
    latency-monitor-threshold 0
    notify-keyspace-events ""
    hash-max-ziplist-entries 512
    hash-max-ziplist-value 64
    list-max-ziplist-entries 512
    list-max-ziplist-value 64
    set-max-intset-entries 512
    zset-max-ziplist-entries 128
    zset-max-ziplist-value 64
    hll-sparse-max-bytes 3000
    activerehashing yes
    client-output-buffer-limit normal 0 0 0
    client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60
    client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60
    hz 10
    aof-rewrite-incremental-fsync yes

vim sentinel.conf

## 3.3 启动redis和哨兵 ##

启动redis，主从都要启动  
`/usr/local/redis/sbin/redis-server start`  
启动群集监控，主从都要启动  
`/usr/local/redis/sbin/redis-sentinel start`

启动报错处理

错误1：
    WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memory condition. To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot or run the command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
    
    解决方法(overcommit_memory)
    1. `vim /etc/sysctl.conf`添加如下设置 , 然后`sysctl -p`
    "vm.overcommit_memory = 1"
    可选值：0、1、2。
    
    0， 表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用；如果有足够的可用内存，内存申请允许；否则，内存申请失败，并把错误返回给应用进程。
    1， 表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何。
    2， 表示内核允许分配超过所有物理内存和交换空间总和的内存
    
    注意：redis在dump数据的时候，会fork出一个子进程，理论上child进程所占用的内存和parent是一样的，比如parent占用 的内存为8G，这个时候也要同样分配8G的内存给child,如果内存无法负担，往往会造成redis服务器的down机或者IO负载过高，效率下降。所 以这里比较优化的内存分配策略应该设置为 1（表示内核允许分配所有的物理内存，而不管当前的内存状态如何）。
    这里又涉及到Overcommit和OOM。
    
    什么是Overcommit和OOM？
    在Unix中，当一个用户进程使用malloc()函数申请内存时，假如返回值是NULL，则这个进程知道当前没有可用内存空间，就会做相应的处理工作。许多进程会打印错误信息并退出。
    Linux使用另外一种处理方式，它对大部分申请内存的请求都回复"yes"，以便能跑更多更大的程序。因为申请内存后，并不会马上使用内存。这种技术叫做Overcommit。
    当内存不足时，会发生OOM killer(OOM=out-of-memory)。它会选择杀死一些进程(用户态进程，不是内核线程)，以便释放内存。
    
    Overcommit的策略
    Linux下overcommit有三种策略(Documentation/vm/overcommit-accounting)：
    0. 启发式策略。合理的overcommit会被接受，不合理的overcommit会被拒绝。
    1. 任何overcommit都会被接受。
    2. 当系统分配的内存超过swap+N%*物理RAM(N%由vm.overcommit_ratio决定)时，会拒绝commit。
    overcommit的策略通过vm.overcommit_memory设置。
    overcommit的百分比由vm.overcommit_ratio设置。
    
    # echo 2 > /proc/sys/vm/overcommit_memory
    # echo 80 > /proc/sys/vm/overcommit_ratio
    
    当oom-killer发生时，linux会选择杀死哪些进程
    选择进程的函数是oom_badness函数(在mm/oom_kill.c中)，该函数会计算每个进程的点数(0~1000)。
    点数越高，这个进程越有可能被杀死。
    每个进程的点数跟oom_score_adj有关，而且oom_score_adj可以被设置(-1000最低，1000最高)。
    
    错误2：
    WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
    
    echo 511 > /proc/sys/net/core/somaxconn
    
    错误3：
    16433:X 12 Jun 14:52:37.734 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024).
    
    新装的linux默认只有1024，当负载较大时，会经常出现error: too many open files
    
    ulimit -a：使用可以查看当前系统的所有限制值
    
    vim /etc/security/limits.conf
    在文件的末尾加上
    
    * soft nofile 65535
    * hard nofile 65535
    
    执行su或者重新关闭连接用户再执行ulimit -a就可以查看修改后的结果。

故障切换机制

1.  启动群集之后，群集程序默认会在主从的sentinel.conf文件中加入群集信息

主：

port 26379
    pidfile "/usr/local/redis/var/redis-sentinel.pid"
    dir "/usr/local/redis/data/sentinel"
    daemonize yes
    logfile "/usr/local/redis/var/redis-sentinel.log"
    sentinel myid aeff525d03a2234ef834808f7991761db03a1973
    sentinel monitor mymaster 10.1.0.160 6379 2
    sentinel parallel-syncs mymaster 2
    sentinel auth-pass mymaster 20170310
    # Generated by CONFIG REWRITE
    sentinel config-epoch mymaster 0
    sentinel leader-epoch mymaster 0
    sentinel known-slave mymaster 10.1.0.71 6379
    sentinel known-slave mymaster 10.1.0.161 6379
    sentinel current-epoch 0

从1：

port 26379
    pidfile "/usr/local/redis/var/redis-sentinel.pid"
    dir "/usr/local/redis/data/sentinel"
    daemonize yes
    logfile "/usr/local/redis/var/redis-sentinel.log"
    sentinel myid 01b1b7674abe648f6a2344fc5610e73b7e87cb8a
    sentinel monitor mymaster 10.1.0.160 6379 2
    sentinel config-epoch mymaster 0
    # Generated by CONFIG REWRITE
    sentinel leader-epoch mymaster 0
    sentinel current-epoch 0

从2：

port 26379
    pidfile "/usr/local/redis/var/redis-sentinel.pid"
    dir "/usr/local/redis/data/sentinel"
    daemonize yes
    logfile "/usr/local/redis/var/redis-sentinel.log"
    sentinel myid f1589f48079b3b3b536add4e2e01a36304aeba8c
    sentinel monitor mymaster 10.1.0.160 6379 2
    sentinel config-epoch mymaster 0
    # Generated by CONFIG REWRITE
    sentinel leader-epoch mymaster 0
    sentinel current-epoch 0

模拟主故障

[root@show160 redis]# /usr/local/redis/bin/redis-cli -p 6379
    127.0.0.1:6379> AUTH 20170310
    OK
    127.0.0.1:6379> DEBUG SEGFAULT
    Could not connect to Redis at 127.0.0.1:6379: Connection refused
    not connected> quit

从哨兵配置文件中可以看到当前的主库的已经发生了改变

## 4. 总结 ##

redis的哨兵端口26379使用redis-cli可以连接查看哨兵相关信息，要想连接此高可用redis，可使用官方的连接客户端。使用哨兵监控当主故障后会自动切换从为主，当主启动后就变成了从。至少要3哨兵和3redis节点才能允许挂一节点还能保证服务可用性。

参考资料：  
[https://redis.io/topics/sentinel][https_redis.io_topics_sentinel]  
[http://www.redis.cn/topics/sentinel.html][http_www.redis.cn_topics_sentinel.html]  
[http://www.majunwei.com/view/201610302123020678.html][http_www.majunwei.com_view_201610302123020678.html]

[SouthEast]: /images/20220616/9ff06120956443e0b14752f1e27a7463.png
[https_redis.io_topics_sentinel]: https://redis.io/topics/sentinel
[http_www.redis.cn_topics_sentinel.html]: http://www.redis.cn/topics/sentinel.html
[http_www.majunwei.com_view_201610302123020678.html]: http://www.majunwei.com/view/201610302123020678.html