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一、Redis主从复制
1、Redis的主从复制的概念
主从复制就是将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。分为主节点（master）跟从节点（slave）；数据的复制是单向的，只能从主节点到从节点。
2、Redis主从复制的作用
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
3、Redis主从复制的流程
①启动slave进程，它会向master发送一个sync的数据同步请求，请求连接。
②主进程会fork一个子进程，然后会产生RDB文件（完全备份的文件）的过程。此时客户端还在持续的写入redis。
③rdb文件持久化完成之后，主redis会将rdb文件和缓存的命令推送给从服务器。
④然后经过复制，推送完成之后，主redis会持续的同步操作命令。利用AOF（增量备份）持久化功能。
⑤在下一台redis接入主从复制之前，会持续利用AOF的方式，同步数据给从服务器。
4、Redis主从复制的搭建
4.1、配置环境以及安装包
| 主机 | 操作系统 | IP地址 | 软件 / 安装包 / 工具 |
| Master | CentOS7 | 192.168.170.111 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave1 | CentOS7 | 192.168.170.113 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave2 | CentOS7 | 192.168.170.114 | redis-5.0.7.tar.gz |
4.2所有主机安装redis
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum install -y gcc gcc-c++ make
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
回车四次，下一步需要手动输入
Please select the redis executable path [] /usr/local/redis/bin/redis-server
ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/
4.3修改master节点Redis的配置文件
（192.168.170.111）
vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0 #70行，修改bind 项，0.0.0.0监听所有网段
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
/etc/init.d/redis_6379 restart
4.4、修改slave节点的redis配置文件
（192.168.170.113 192.168.170.114）
4.5验证主从效果
在master上看日志
在master节点上验证从节点
redis-cli info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.170.113,port=6379,state=online,offset=224,lag=0
slave1:ip=192.168.170.114,port=6379,state=online,offset=224,lag=0
二、Redis的哨兵模式
哨兵模式的核心功能：就是在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移
1、哨兵模式的原理
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，当出现故障的时候通过投票机制选择新的master，并将所有slave连接新的master。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于三个节点。
2、哨兵模式的作用
①监控：
哨兵会不断的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，哨兵会自动开始故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个节点升级为新的主节点，并让其他从节点成为新的主节点。
③通知：
哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。
3、哨兵模式的结构
哨兵模式由两部分组成：哨兵节点和数据节点
①哨兵节点：
哨兵系统由一个或者多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存数据。
②数据节点：
主节点和从节点都是数据节点。
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，所有节点上都需要部署哨兵模式，哨兵模式会监控所有的 Redis 工作节点是否正常，当 Master 出现问题的时候，因为其他节点与主节点失去联系，因此会投票，投票过半就认为这个 Master 的确出现问题，然后会通知哨兵间，然后从 Slaves 中选取一个作为新的 Master。
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。
4、哨兵模式的搭建
4.1配置环境
基于主从复制已搭建完成
| 主机 | 操作系统 | IP地址 | 软件 / 安装包 / 工具 |
| Master | CentOS7 | 192.168.170.111 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave1 | CentOS7 | 192.168.170.113 | redis-5.0.7.tar.gz |
| Slave2 | CentOS7 | 192.168.170.114 | redis-5.0.7.tar.gz |
4.2、修改redis的配置文件（所有操作节点）
systemctl stop firewalld
setenforce 0
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 192.168.170.111 6379 2 #84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.223.10:6379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180000（180秒）4.3启动哨兵模式
先启动master，再启动slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意！先启动主服务器，再启动从服务器
4.3启动哨兵模式
先启动master，再启动slave
cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &
注意！先启动主服务器，再启动从服务器
4.4故障模拟
查看redis-server进程号
ps aux | grep redis
root 57394 0.0 0.1 165620 2660 ? Ssl 15:12 0:04 /usr/local/redis/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root 58234 0.1 0.1 153844 2720 ? Ssl 16:34 0:00 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root 58247 0.0 0.0 112676 980 pts/4 R+ 16:34 0:00 grep --color=auto redis
[1]+ 完成 redis-sentinel sentinel.conf
然后杀死master节点上的redis-server的进程号
kill -9 55595 #Master节点上redis-server的进程号4.5验证结果
tail -f /var/log/sentinel.log
三、Redis集群模式
集群就是redis cluster，是redis3.0开始引入的分布式存储方案。
集群由多个节点（node）组成，redis的数据分布在这些节点中。集群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。
1、集群的作用
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。
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。
2、Redis集群的数据分片
Redis集群引入了哈希hash槽的概念
Redis集群有16384个hash槽（编号0-16383）
集群的每个节点复制一部分hash槽
每个key通过crc16校验后对16384取余来决定放置哪个hash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节点上进行存取操作
#以3个节点组成的集群为例：
节点1包含0-5460号哈希槽
节点2包含5461-10922号哈希槽
节点3包含10923-16383号哈希槽
#Redis集群的主从复制模型
集群中具有123三个节点，如果节点2失败了整个集群会缺少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1.1、2.1、3.1整个集群便有三个master节点和三个slave节点组成，在节点2失败之后，集群选举2.1为的主节点继续服务。当2和2.1都失败后，集群将不可用。