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redis高可用结构sentinel工作机制

Redis-Sentinel（哨兵）是Redis官方推荐的高可用性(HA)解决方案，当用Redis做Master-slave的高可用方案时，假如master宕机了，Redis本身(包括它的很多客户端)都没有实现自动进行主备切换，而Redis-sentinel本身也是一个独立运行的进程，它能监控多个master-slave集群，发现master宕机后能进行自动切换。

Sentinel 的构造

Sentinel 是一个监视器，它可以根据被监视实例的身份和状态来判断应该执行何种动作。
 

sentinel功能

 
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。
 
 

发现并连接主服务器

Sentinel 通过用户给定的配置文件来发现主服务器。
Sentinel 会与被监视的主服务器创建两个网络连接：
  • 命令连接用于向主服务器发送命令。
  • 订阅连接用于订阅指定的频道，从而发现监视同一主服务器的其他 Sentinel （细节马上会介绍）。
 
 

发现并连接从服务器

Sentinel 通过向主服务器发送 INFO 命令来自动获得所有从服务器的地址。
跟主服务器一样，Sentinel 会与每个被发现的从服务器创建命令连接和订阅连接。

发现其他 Sentinel

Sentinel 会通过命令连接向被监视的主从服务器发送 “HELLO” 信息，该消息包含 Sentinel 的 IP、端口号、ID 等内容，以此来向其他 Sentinel 宣告自己的存在。与此同时Sentinel 会通过订阅连接接收其他 Sentinel 的“HELLO” 信息，以此来发现监视同一个主服务器的其他 Sentinel 。
 
sentinel1 通过发送HELLO 信息来让sentinel2 和 sentinel3发现自己，其他两个sentinel 也会进行类似的操作。
 

多个Sentienl之间的链接

Sentinel 之间只会互相创建命令连接，用于进行通信。因为已经有主从服务器作为发送和接收 HELLO 信息的中介，所以 Sentinel之间不会创建订阅连接。

检测实例的状态

 
Sentinel 使用 PING 命令来检测实例的状态：如果实例在指定的时间内没有返回回复，或者返回错误的回复，那么该实例会被 Sentinel 判断为下线。
Redis 的 Sentinel 中关于下线（down）有两个不同的概念：
  1. 主观下线（Subjectively Down， 简称 SDOWN）指的是单个 Sentinel 实例对服务器做出的下线判断。
  2. 客观下线（Objectively Down， 简称 ODOWN）指的是多个 Sentinel 实例在对同一个服务器做出 SDOWN 判断， 并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后， 得出的服务器下线判断。 （一个 Sentinel 可以通过向另一个 Sentinel 发送 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令来询问对方是否认为给定的服务器已下线。）
如果一个服务器没有在 master-down-after-milliseconds 选项所指定的时间内， 对向它发送 PING 命令的 Sentinel 返回一个有效回复（valid reply）， 那么 Sentinel 就会将这个服务器标记为主观下线。

故障转移FAILOVER

一次故障转移操作由以下步骤组成：
  1. 发现主服务器已经进入客观下线状态。
  2. 基于Raft leader election  协议 ， 进行投票选举（半数以上）
  3. 如果当选失败，那么在设定的故障迁移超时时间的两倍之后，重新尝试当选。 如果当选成功， 那么执行以下步骤。
  4. 选出一个从服务器，并将它升级为主服务器。
  5. 向被选中的从服务器发送 SLAVEOF NO ONE 命令，让它转变为主服务器。
  6. 通过发布与订阅功能， 将更新后的配置传播给所有其他 Sentinel ，其他 Sentinel 对它们自己的配置进行更新。
  7. 向已下线主服务器的从服务器发送 SLAVEOF 命令，让它们去复制新的主服务器。
  8. 当所有从服务器都已经开始复制新的主服务器时， leader Sentinel 终止这次故障迁移操作。

搭建sentinel环境并且测试主从切换

1. 前提：在搭建之前一定要确认redis主从复制是正常的，这里我们有三个节点6381（主节点）、6380和6382（从节点）
[root@master_1 ~]# redis-cli -a 123 -p 6381 info replication
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6382,state=online,offset=19846,lag=1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=19846,lag=1
...

主从是ok的

2. sentinel搭建过程
 
mkdir /data/26380
cp /server/tools/redis/src/redis-sentinel /data/26380
cd /data/26380

　　 

vim sentinel.conf # 官方提供的示例配置文件在redis的安装目录下/server/tools/redis/sentinel.conf
daemonize yes
port 26380
dir "/data/26380"
logfile "/data/26380/sentinel.log"
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6381 1
sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000
sentinel auth-pass mymaster 123

　　

注意：如果redis中都设置了密码这里需要加上密码
 
3. 启动
 /data/26380/redis-sentinel /data/26380/sentinel.conf
[21502:X 25 Sep 2019 16:35:52.068 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
21502:X 25 Sep 2019 16:35:52.068 # Redis version=5.0.5, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=21502, just started
21502:X 25 Sep 2019 16:35:52.068 # Configuration loaded
21503:X 25 Sep 2019 16:35:52.073 * Running mode=sentinel, port=26380.
21503:X 25 Sep 2019 16:35:52.082 # Sentinel ID is ff2fe375b2c6dc7e0da91f5bd72743504057c738
21503:X 25 Sep 2019 16:35:52.086 # +monitor master mymaster 127.0.0.1 6381 quorum 1
21503:X 25 Sep 2019 16:35:52.088 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:35:52.090 * +slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ mymaster 127.0.0.1 6381
已经正常启动sentinel了，并且正常监控到了6381端口,并且获取到了两个slave的状态
 
配置文件详解
指定监控master(名字自己定义)
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6381 2
{2表示多少个sentinel同意，才确认redis主节点已经下线了。}

安全信息
sentinel auth-pass mymaster 123

超过15000毫秒后认为主机宕机
sentinel down-after-milliseconds mymaster 15000

当主从切换多久后认为主从切换失败
sentinel failover-timeout mymaster 900000

这两个配置后面的数量主从机需要一样，epoch为master的版本
sentinel leader-epoch mymaster 1
sentinel config-epoch mymaster 1

　　

4. 停主库测试测试故障切换是否正常：
[root@master_1 26380]# redis-cli -a 123 -p 6381 shutdown

　

查看sentinel的日志信息
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.489 # +sdown master mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.489 # +odown master mymaster 127.0.0.1 6381 #quorum 1/1
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.489 # +new-epoch 1
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.489 # +try-failover master mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.492 # +vote-for-leader ff2fe375b2c6dc7e0da91f5bd72743504057c738 1
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.492 # +elected-leader master mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.492 # +failover-state-select-slave master mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.545 # +selected-slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.545 * +failover-state-send-slaveof-noone slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:26.608 * +failover-state-wait-promotion slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:27.561 # +promoted-slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:27.561 # +failover-state-reconf-slaves master mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:27.625 * +slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:28.589 * +slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:28.589 * +slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:28.689 # +failover-end master mymaster 127.0.0.1 6381
21503:X 25 Sep 2019 16:39:28.689 # +switch-master mymaster 127.0.0.1 6381 127.0.0.1 6380
21503:X 25 Sep 2019 16:39:28.689 * +slave slave 127.0.0.1:6382 127.0.0.1 6382 @ mymaster 127.0.0.1 6380
21503:X 25 Sep 2019 16:39:28.689 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 6380
21503:X 25 Sep 2019 16:39:31.700 # +sdown slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 6380
可以看出过了3秒后，通过投票选出了新主 6380，然后把6381和6382都指向了6380，指出6381已经挂掉了。
5. 启动源主库（6381）并检查状态。
redis-server /data/6381/redis.conf

　　

[root@master_1 26380]# redis-cli -a 123 -p 6381 info replication
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6380
master_link_status:up
...

可以看出sentinel已经把它指定新的redis主

6. 这里有一个需要注意的点就是sentinel会自动修改配置文件
这里我们查一下配置文件
[root@master_1 26380]# cat /data/26380/sentinel.conf
daemonize yes
port 26380
dir "/data/26380"
logfile "/data/26380/sentinel.log"
sentinel myid ff2fe375b2c6dc7e0da91f5bd72743504057c738
sentinel deny-scripts-reconfig yes
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 1
# Generated by CONFIG REWRITE
protected-mode no
sentinel down-after-milliseconds mymaster 3000
sentinel auth-pass mymaster 123
sentinel config-epoch mymaster 1
sentinel leader-epoch mymaster 1
sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6381
sentinel known-replica mymaster 127.0.0.1 6382

　　

Sentinel命令

redis-cli -p 26380 登录执行命令
 
 
PING ：返回 PONG 。
SENTINEL masters ：列出所有被监视的主服务器
SENTINEL slaves <master name>
SENTINEL get-master-addr-by-name <master name> ： 返回给定名字的主服务器的 IP 地址和端口号。
SENTINEL reset <pattern> ： 重置所有名字和给定模式 pattern 相匹配的主服务器。
SENTINEL failover <master name> ： 当主服务器失效时， 在不询问其他 Sentinel 意见的情况下， 强制开始一次自动故障迁移。

　　

 
 
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