Redis的高可用详解:Redis哨兵、复制、集群的设计原理,以及区别

面试解析 马 东东 7个月前 (05-04) 148次浏览 0个评论 扫描二维码

前一篇文章高并发架构系列:Redis为什么是单线程、及高并发快的3大原因详解谈了Redis高并发快的3个原因,本篇主要谈Redis高可用,两篇合起来就可以把redis的高并发高可用搞清楚了。

谈到Redis服务器的高可用,如何保证备份的机器是原始服务器的完整备份呢?这时候就需要哨兵和复制。

  1.  哨兵(Sentinel):可以管理多个Redis服务器,它提供了监控,提醒以及自动的故障转移的功能。
  2.  复制(Replication):则是负责让一个Redis服务器可以配备多个备份的服务器。

Redis正是利用这两个功能来保证Redis的高可用

Redis的高可用详解:Redis哨兵、复制、集群的设计原理,以及区别

哨兵(sentinal)

哨兵是Redis集群架构中非常重要的一个组件,哨兵的出现主要是解决了主从复制出现故障时需要人为干预的问题。

1.Redis哨兵主要功能

(1)集群监控:负责监控Redis master和slave进程是否正常工作

(2)消息通知:如果某个Redis实例有故障,那么哨兵负责发送消息作为报警通知给管理员

(3)故障转移:如果master node挂掉了,会自动转移到slave node上

(4)配置中心:如果故障转移发生了,通知client客户端新的master地址

2.Redis哨兵高可用

原理:当主节点出现故障时,由Redis Sentinel自动完成故障发现和转移,并通知应用方,实现高可用性。

Redis的高可用详解:Redis哨兵、复制、集群的设计原理,以及区别
  1.  哨兵机制建立了多个哨兵节点(进程),共同监控数据节点的运行状况。
  2.  同时哨兵节点之间也互相通信,交换对主从节点的监控状况。
  3.  每隔1秒每个哨兵会向整个集群:Master主服务器+Slave从服务器+其他Sentinel(哨兵)进程,发送一次ping命令做一次心跳检测。

这个就是哨兵用来判断节点是否正常的重要依据,涉及两个新的概念:主观下线和客观下线。

1. 主观下线:一个哨兵节点判定主节点down掉是主观下线。

2.客观下线:只有半数哨兵节点都主观判定主节点down掉,此时多个哨兵节点交换主观判定结果,才会判定主节点客观下线。

3.原理:基本上哪个哨兵节点最先判断出这个主节点客观下线,就会在各个哨兵节点中发起投票机制Raft算法(选举算法),最终被投为领导者的哨兵节点完成主从自动化切换的过程。

Redis 复制(Replication)

Redis为了解决单点数据库问题,会把数据复制多个副本部署到其他节点上,通过复制,实现Redis的高可用性,实现对数据的冗余备份,保证数据和服务的高度可靠性。

1.数据复制原理(执行步骤)

Redis的高可用详解:Redis哨兵、复制、集群的设计原理,以及区别

①从数据库向主数据库发送sync(数据同步)命令。

②主数据库接收同步命令后,会保存快照,创建一个RDB文件。

③当主数据库执行完保持快照后,会向从数据库发送RDB文件,而从数据库会接收并载入该文件。

④主数据库将缓冲区的所有写命令发给从服务器执行。

⑤以上处理完之后,之后主数据库每执行一个写命令,都会将被执行的写命令发送给从数据库。

注意:在Redis2.8之后,主从断开重连后会根据断开之前最新的命令偏移量进行增量复制。

Redis的高可用详解:Redis哨兵、复制、集群的设计原理,以及区别

Redis 主从复制、哨兵和集群这三个有什么区别

Redis的高可用详解:Redis哨兵、复制、集群的设计原理,以及区别

1.主从模式:读写分离,备份,一个Master可以有多个Slaves。

2.哨兵sentinel:监控,自动转移,哨兵发现主服务器挂了后,就会从slave中重新选举一个主服务器。

3.集群:为了解决单机Redis容量有限的问题,将数据按一定的规则分配到多台机器,内存/QPS不受限于单机,可受益于分布式集群高扩展性。

哨兵作用于高可用,集群提高并发量,具体Redis集群方案详情,可以参考:高并发架构系列:详解Redis的存储类型、集群架构、以及应用场景


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