Redis架构——有哨兵的主从模式
有哨兵的主从模式
Sentinel 相关概念
Sentinel (哨兵) 是 Redis 中高可用性的解决方案；有一个或多个 Sentinel 实例组成的Sentinel 系统可以监视任意多个服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器。
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。
Sentinel 是一个分布式系统中监控 redis 主从服务器，并在主服务器下线时自动进行故障转移的哨兵节点，具有的功能是：
- 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。
当一个 Sentinel 启动时，需要执行以下步骤：
- 初始化服务器；
- 将普通 Redis 服务器使用的代码替换成 Sentinel 专用代码；
- 初始化 Sentinel 状态；
- 根据给定的配置文件，初始化 Sentinel 的监视主服务器列表；
- 创建连向主服务器的网络连接。
启动 Sentinel
对于 redis-sentinel 程序，可以用以下命令来启动 Sentinel 系统。
$ redis-sentinel /path/to/your/sentinel.conf
或者对于 redis-server 程序，可以使用以下命令
$ redis-server /path/to/your/sentinel.conf --sentinel
两种方法都可以启动一个 Sentinel 实例。
配置 Sentinel
举个例子，如果用户在启动Sentinel时，指定了包含以下内容的配置文件：
#####################################
####### master configure ############
#####################################
sentinel monitor master 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-millisenconds master 30000
sentinel parallel-syncs master 1
sentinel failover-timeout master 900000
- 第1行配置指示 Sentinel 去监视一个名为 master 的主服务器， 这个主服务器的 IP 地址为 127.0.0.1 ， 端口号为 6379 ， 而将这个主服务器判断为失效至少需要 2 个 Sentinel 同意 （只要同意 Sentinel 的数量不达标，自动故障迁移就不会执行）。
- 第2行配置指定了 Sentinel 认为服务器已经断线所需的毫秒数。
如果服务器在给定的毫秒数之内，没有返回 Sentinel 发送的 ping 命令，或者返回一个错误，那么 Sentinel 将这个服务器标记为主观下线（subjectively down, 简称SDOWN）。 - 第3行配置指定了在执行故障转移时， 最多可以有多少个从服务器同时对新的主服务器进行同步， 这个数字越小， 完成故障转移所需的时间就越长。
- 第4行配置指示了刷新故障迁移状态的最大时限。
主观下线和客观下线
主观下线（Subjectively Down，简称 SDOWN）：单个Sentinel 实例对服务器做出的下线判断。
客观下线（Objectively Down，简称 ODOWN）：多个Sentinel 实例在对同一个服务器做出主观下线判断，并且通过 sentinel is-master-down-byaddr 命令互相交流之后，得出的服务器下线判断。
客观下线条件只适用于主服务器 ：对于任何其他类型的 Redis 实例， Sentinel 在将它们判断为下线前不需要进行协商， 所以从服务器或者其他 Sentinel 永远不会达到客观下线条件。
每个 Sentinel 都需要定期执行的任务
- 每个 Sentinel 以每秒钟一次的频率向它所知的主服务器、从服务器以及其他 Sentinel 实例发送一个 PING 命令。
- 如果一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值，那么这个实例会被 Sentinel 标记为主观下线。 一个有效回复可以是：+PONG 、 -LOADING 或者 -MASTERDOWN。
- 如果一个主服务器被标记为主观下线， 那么正在监视这个主服务器的所有 Sentinel 要以每秒一次的频率确认主服务器的确进入了主观下线状态。
- 如果一个主服务器被标记为主观下线，并且有足够数量的 Sentinel （至少要达到配置文件指定的数量）在指定的时间范围内同意这一判断， 那么这个主服务器被标记为客观下线。
- 在一般情况下，每个 Sentinel 会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有主服务器和从服务器发送 INFO 命令。 当一个主服务器被 Sentinel 标记为客观下线时， Sentinel 向下线主服务器的所有从服务器发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次。
- 当没有足够数量的 Sentinel 同意主服务器已经下线，主服务器的客观下线状态就会被移除。
- 当主服务器重新向 Sentinel 的 PING 命令返回有效回复时， 主服务器的主管下线状态就会被移除。
当一个主服务器被判断为客观下线时，监视这个下线主服务器的各个 Sentinel 会进行协商，选出一个领头 Sentinel，并由领头 Sentinel 对下线主服务器执行故障转移操作。
故障转移
在领头 Sentinel 将对已下线的主服务器执行故障转移操作，该操作包括以下三个步骤：
- 在已下线主服务器属下的所有从服务器里面，挑选出一个从服务器，并将其转换为主服务器；
- 让已下线主服务器属下的所有从服务器改为复制新的主服务器；
- 将已下线主服务器设置为新的主服务器的从服务器，当这个旧的主服务器重现上线时，它就会成为新的主服务器的从服务器。
Redis 架构
特点
- 保证高可用；
- 监控各个节点，实现自动故障迁移；
- 主从模式，切换需要时间丢数据；
- 没有解决 master 写的压力