一、主從復制
1.1主從復制-哨兵-集群
主從復制：主從復制是高可用Redis的基礎，哨兵和集群都是在主從復制基礎上實作高可用的，主從復制主要實作了資料的多機備份，以及對于讀操作的負載均衡和簡單的故障恢復，缺陷：故障恢復無法自動化；寫操作無法負載均衡；存盤能力受到單機的限制
哨兵：在主從復制的基礎上，哨兵實作了自動化的故障恢復，缺陷：寫操作無法負載均衡；存盤能力受到單機的限制；哨兵無法對從節點進行自動故障轉移，在讀寫分離場景下，從節點故障會導致讀服務不可用，需要對從節點欄位外的監控、切換操作
集群：通過集群，Redis解決了寫操作無法負載均衡，以及存盤能力受到單機限制的問題，實作了較為完善的高可用方案
1.2主從復制的概念
- 主從復制，是指將一臺 Redis 服務器的資料，復制到其他的 Redis 服務器，前者稱為主節點(Master)，后者稱為從節點(Slave)；資料的復制是單向的，只能由主節點到從節點
- 默認情況下，每臺 Redis 服務器都是主節點；且一個主節點可以有多個從節點 (或沒有從節點)，但一個從節點只能有一個主節點
1.3主從復制的作用
① 資料冗余主從復制實作了資料的熱備份，是持久化之外的一種資料冗余方式
② 故障恢復當主節點出現問題時，可以由從節點提供服務，實作快速的故障恢復；實際上是一種服務的冗余
③ 負載均衡在主從復制的基礎上，配合讀寫分離，可以由主節點提供寫服務，由從節點提供讀服務 (即寫 Redis 資料時應用連接主節點，讀 Redis 資料時應用連接從節點)，分擔服務器負載；尤其是在寫少讀多的場景下，通過多個從節點分擔讀負載，可以大大提高Redis服務器的并發量
④ 高可用基石除了上述作用以外，主從復制還是哨兵和集群能夠實施的基礎，因此說主從復制是Redis高可用的基礎
1.4主從復制流程
① 若啟動一個Slave機器行程，則它會向Master機器發送一個“sync command" 命令，請求同步連接
② 無論是第一次連接還是重新連接，Master機器 都會啟動一個后臺行程，將資料快照保存到資料檔案中(執行rdb操作) ，同時 Master 還會記錄修改資料的所有命令并快取在資料檔案中
③ 后臺行程完成快取操作之后，Master 機器就會向 Slave 機器發送資料檔案，Slave 端機器將資料檔案保存到硬碟上，然后將其加載到記憶體中，接著 Master 機器就會將修改資料的所有操作一并發送給 Slave 端機器，若 Slave 出現故障導致宕機，則恢復正常后會自動重新連接
④ Master機器收到 Slave 端機器的連接后，將其完整的資料檔案發送給 Slave 端機器，如果 Mater 同時收到多個 Slave 發來的同步請求，則 Master 會在后臺啟動一個行程以保存資料檔案，然后將其發送給所有的 Slave 端機器，確保所有的 Slave 端機器都正常
1.5部署Redis 主從復制步驟
（1）環境準備
master節點：192.168.10.100 Redis
slave1節點：192.168.10.101 Redis
slave2節點：192.168.10.102 Redis
（2）首先要搭建redis，并關閉防火墻
yum install -y gcc gcc-c++ make #將redis-5.0.7.tar.gz的壓縮包上傳到/opt中 tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/ cd /opt/redis-5.0.7/ make make PREFIX=/usr/local/redis install cd /opt/redis-5.0.7/utils ./install_server.sh ...... Please select the redis executable path [/usr/loca1/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld setenforce 0
（3）修改Redis 組態檔(Master節點操作)
vim /etc/redis/6379.conf bind 0.0.0.0 #70行，注釋掉bind項，或修改為0.0.0.0,默認監聽所有網卡 daemonize yes #137行，開啟守護行程 logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志檔案目錄 dir /var/lib/redis/6379 #264行，指定作業目錄 appendonly yes #700行，開啟AOF持久化功能 /etc/init.d/redis_6379 restart
（4）修改Redis 組態檔(Slave節點操作)
vim /etc/redis/6379.conf bind 0.0.0.0 #70行，修改監聽地址為0.0.0.0 daemonize yes #137行，開啟守護行程 logfile /var/log/redis_6379.log #172行，指定日志檔案目錄 dir /var/lib/redis/6379 #264行，指定作業目錄 replicaof 192.168.10.100 6379 #287行，取消注釋并指定要同步的Master節點IP和埠 appendonly yes #700行，開啟AOF持久化功能 /etc/init.d/redis_6379 restart
（5）驗證主從效果
在Master節點上看日志: tail -f /var/log/redis_6379.log 在Master節點上驗證從節點: redis-cli 127.0.0.1:6379> info replication
1.6實體操作：部署Redis 主從復制
（1）首先要搭建redis，并關閉防火墻
（2）修改Redis 組態檔(Master節點操作)
（3）修改Redis 組態檔(Slave節點操作)
兩個slave節點配置相同：
（4）驗證主從效果：
日志驗證（在Master節點上看日志）:
在Master節點上驗證從節點:
在slave節點查看key，資料是否同步：
二、哨兵模式
哨兵的核心功能：在主從復制的基礎上，哨兵引入了主節點的自動故障轉移
2.1哨兵模式的原理
哨兵(sentinel) 是一個分布式系統，用于對主從結構中的每臺服務器進行監控，當出現故障時通過投票機制選擇新的Master，并將所有Slave 連接到新的Master，所以整個運行哨兵的集群的數量不得少于3個節點
2.2哨兵模式的作用
- 監控：哨兵會不斷地檢查主節點和從節點是否運作正常
- 自動故障轉移：當主節點不能正常作業時，哨兵會開始自動故障轉移操作，它會將失效主節點的其中一個從節點升級為新的主節點，并讓其他從節點改為復制新的主節點
- 通知(提醒)：哨兵可以將故障轉移的結果發送給客戶端
2.3哨兵結構由兩部分組成，哨兵節點和資料節點
- 哨兵節點：哨兵系統由一個或多個哨兵節點組成，哨兵節點是特殊的 redis 節點，不存盤資料
- 資料節點：主節點和從節點都是資料節點
哨兵的啟動依賴于主從模式，所以須把主從模式安裝好的情況下再去做哨兵模式，所有節點上都需要部署哨兵模式，哨兵模式會監控所有的Redis 作業節點是否正常，當Master 出現問題的時候，因為其他節點與主節點失去聯系，因此會投票，投票過半就認為這個 Master 的確出現問題，然后會通知哨兵間，然后從Slaves中選取一個作為新的 Master
需要特別注意的是，客觀下線是主節點才有的概念；如果從節點和哨兵節點發生故障，被哨兵主觀下線后，不會再有后續的客觀下線和故障轉移操作
2.4哨兵模式的部署操作步驟
（1）環境準備
master節點： 192.168.10.100 Redis
slave1節點： 192.168.10.101 Redis
slave2節點： 192.168.10.102 Redis
（2）修改Redis哨兵模式的組態檔(所有節點操作)
vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf protected-mode no #17行，關閉保護模式 port 26379 #21行，Redis哨兵默認的監聽埠 daemonize yes #26行，指定sentinel為后臺啟動 logfile "/var/log/sentinel.log" #36行，指定日志存放路徑 dir "/var/lib/redis/6379" #65行，指定資料庫存放路徑 sentinel monitor mymaster 192.168.10.100 6379 2 #84行， 修改 指定該哨兵節點監控192.168.10.100:6379這個主節點，該主節點的名稱是mymaster,最后的2的含義與主節點的故障判定有關:至少需要2個哨兵節點同意，才能判定主節點故障并進行故障轉移 sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000 #113行,判定服務器down掉的時間周期，默認30000毫秒(30秒) sentinel failover-timeout mymaster 180000 #146行，故障節點的最大超時時間為180000 (180秒 )
（3）啟動哨兵模式
注意：先啟master，再啟slave cd /opt/redis-5.0.7/ redis-sentinel sentinel.conf &
（4）查看哨兵資訊
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:name=mymaster,status=ok,address=192.168.10.100:6379,slaves=2,sentinels=3
（5）故障模擬
#查看redis-server行程號（在Master 上進行）: ps -ef | grep redis 5 S root 57521 1 0 80 0 - 39869 ep_pol 15:31 ? 00:00:02 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379 5 S root 57951 1 0 80 0 - 38461 ep_pol 16:00 ? 00:00:01 redis-sentinel *:26379 [sentinel] 0 R root 58035 15559 0 80 0 - 28169 - 16:08 pts/2 00:00:00 grep --color=auto redis #殺死 Master 節點上redis-server的行程號 kill -9 57521 #Master節點上redis-server的行程號 #驗證結果，查看master是轉換至從服務器 tail -f /var/log/sentinel.log #在Slave1上查看是否轉換成功 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:name=mymaster,status=ok,address=192.168.10.101:6379,slaves=2,sentinels=3
2.5實體操作：哨兵模式的部署
（1）修改Redis哨兵模式的組態檔(所有節點操作)
（2）啟動哨兵模式
（3）查看哨兵資訊
（5）故障模擬
獲取redis的pid,并殺死 Master 節點上redis-server的行程號
驗證結果，查看master是轉換至從服務
在Slave1上查看是否轉換成功
三、集群模式
- 集群，即 Redis Cluster， 是Redis 3. 0開始引入的分布式存盤方案
- 集群由多個節點(Node) 組成，Redis 的資料分布在這些節點中，集群中的節點分為主節點和從節點；只有主節點負責讀寫請求和集群資訊的維護；從節點只進行主節點資料和狀態資訊的復制
- 集群中的節點分為主節點和從節點
主節點負責讀寫請求和集群資訊的維護；
從節點只進行主節點資料和狀態資訊的復制
3.1集群的作用，可以歸納為兩點
① 資料磁區：資料磁區(或稱資料分片) 是集群最核心的功能
集群將資料分散到多個節點，一方面突破了 Redis 單機記憶體大小的限制，存盤容量大大增加；另一方面每個主節點都可以對外提供讀服務和寫服務，大大提高了集群的回應能力，
Redis 單機記憶體大小受限問題，在介紹持久化和主從復制時都有提及；例如，如果單機記憶體太大，bgsave 和 bgrewriteaof的 fork 操作可能導致主行程阻塞，主從環境下主機切換時可能導致從節點長時間無法提供服務，全量復制階段主節點的復制緩沖區可能溢位
② 高可用：集群支持主從復制和主節點的自動故障轉移(與哨兵類似) ；當任一節點發生故障時，集群仍然可以對外提供服務
3.2Redis集群的資料分片
Redis集群引入了哈希槽的概念：
- Redis集群有 16384 個哈希槽( 編號0-16383)
- 集群的每個節點負責一部分哈希槽
- 每個Key 通過 CRC16 校驗后對16384取余來決定放置哪個哈希槽，通過這個值，去找到對應的插槽所對應的節點，然后直接自動跳轉到這個對應的節點上進行存取操作
3.3以3個節點組成的集群為例
- 節點A 包含0到5460號哈希槽
- 節點B 包含5461到10922號哈希槽
- 節點C 包含10923到16383號哈希槽
3.4Redis集群的主從復制模型
集群中具有A、B、C三個節點，如果節點B失敗了，整個集群就會因缺少5461-10922這個范圍的槽而不可以用，
為每個節點添加一個從節點A1、B1、C1整個集群便有三個Master節點和三個slave節點組成，在節點B失敗后，集群選舉B1位為主節點繼續服務，當B和B1都失敗后，集群將不可用
3.5Redis 集群部署步驟
（1）環境準備
redis的集群一般需要6個節點， 3主3從，
方便起見，這里所有節點在同一臺服務器上模擬: 以埠號進行區分: 3個主節點埠號: 6001/6002/6003， 對應的從節點埠號: 6004/6005/6006
（2）創建目錄復制組態檔到對應的節點上
cd /etc/redis/ mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6} 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
（3）修改主組態檔，設定開啟群集功能
其他5個檔案夾的組態檔以此類推修改，注意6個埠都要不一樣
cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001 vim redis.conf #bind 127.0.0.1 #69行，注釋掉bind項，默認監聽所有網卡 protected-mode no #88行，修改，關閉保護模式 port 6001 #92行，修改，redis監聽埠 daemonize yes #136行，開啟守護行程，以獨立行程啟動 appendonly yes #699行，修改，開啟AOF持久化 cluster-enabled yes #832行，取消注釋，開啟群集功能 cluster-config-file nodes-6001.conf #840行，取消注釋，群集名稱檔案設定 cluster-node-timeout 15000 #846行，取消注釋群集超時時間設定 #可以寫一個for回圈將6001的檔案復制給6002~6006，這樣就不需要全部一個一個檔案進行修改了 for i in {2..6} do /usr/bin/cp -f /etc/redis/redis-cluster/redis6001/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i/redis.conf done #之后稍微修改檔案即可
（4）啟動redis節點
方法一：<br>分別進入那六個檔案夾，執行命令: redis-server redis.conf，來啟動redis節點 cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001 redis-server redis.conf <br>方法二：使用for回圈 for d in {1..6} do cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$d redis-server redis.conf done ps -ef | grep redis
（5）啟動集群
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 #六個實體分為三組，每組一主一從，前面的做主節點，后面的做從節點，下面互動的時候需要輸入yes 才可以創建， -replicas 1 #表示每個主節點有1個從節點，
（6）測驗群集
redis-cli -p 6001 -c #加-c引數，節點之間就可以互相跳轉 127.0.0.1:6001> cluster slots #查看節點的哈希槽編號范圍 1) 1) (integer) 5461 2) (integer) 10922 #哈希槽編號范圍 3) 1) "127.0.0.1" . 2) (integer) 6003 #主節點IP和埠號 3) " fdca661922216dd69a 63a7c9d3c4540cd6baef44" 4) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6004 #從節點IP和埠號 3) "a2c0c32aff0f38980accd2b63d6d952812e44740" 2) 1) (integer) 0 2) (integer) 5460 3) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6001 3) "0e5873747a2e2 6bdc935bc76c2ba fb19d0a54b11" 4) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6006 3) "8842ef5584a85005e135fd0ee59e5a0d67b0cf8e" 3) 1) (integer) 10923 2) (integer) 16383 3) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6002 3) "81 6ddaa3d14 69540b2f fbcaaf9aa867646846b30" 4) 1) "127.0.0.1" 2) (integer) 6005 3) "f847077bfe6722466e96178ae8cbb09dc8b4d5eb" 127.0.0.1:6001> set name zhangsan -> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1: 6003 OK 127.0.0.1:6001> cluster keyslot name #查看name鍵的槽編號 (integer) 5798
注：這里用的一臺機子測驗
3.6實體操作：Redis集群部署
（1）創建目錄復制組態檔到對應的節點上
（2）修改主組態檔，設定開啟群集功能
可以寫一個for回圈將6001的檔案復制給6002~6006，這樣就不需要全部一個一個檔案進行修改；復制之后修改埠號即可（92行和840行）
（3）啟動redis節點
（4）啟動集群
（5）測驗群集
（6）在其他節點查看
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