Redis之哨兵机制(sentinel)——配置详解及原理介绍

说到Redis不得不提哨兵模式，那么究竟哨兵是什么意思？为什么要使用哨兵呢？

接下来一一为您讲解：

1.为什么要用到哨兵

哨兵(Sentinel)主要是为了解决在主从（master-slave）复制架构中出现宕机的情况，主要分为两种：

1.1 从Redis宕机（slave）

在Redis中从库重新启动后会自动加入到主从架构中，自动完成同步数据。

在Redis2.8版本后,主从断线后恢复的情况下实现增量复制。

1.2 主Redis宕机（master）

需要以下2步才能完成：
i.第一步,在从数据库中执行 SLAVEOF NO ONE 命令,断开主从关系并且提升为主库继续服务；
ii.第二步,将主库重新启动后,执行 SLAVEOF 命令,将其设置为其他库的从库,这时数据就能更新回来。

由于这个手动完成恢复的过程其实是比较麻烦的并且容易出错,所以Redis提供的哨兵(sentinel)的功能来解决.

2.什么是哨兵

Redis-Sentinel是用于管理Redis集群，该系统执行以下三个任务：

2.1 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;

2.2 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;

2.3 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。

3.Sentinel集群搭建

3.1 Sentinel集群拓扑图

而哨兵也分为单哨兵和多哨兵两种模式：

单哨兵模式

多哨兵模式

通过两个图示很容易发现：多个哨兵，不仅同时监控主从数据库，而且哨兵之间互为监控。

3.2 在保证Redis主从架构集群可用的前提下,复制三份配置文件

# 进入redis所在目录

cd /usr/local/src/redis-3.2.1

# 创建6379、6380、6381目录,分别将安装目录下的sentinel.conf拷贝到这三个目录下

mkdir -p /usr/local/redis/6379 && cp sentinel.conf /usr/local/redis/6379/26379.conf

mkdir -p /usr/local/redis/6380 && cp sentinel.conf /usr/local/redis/6380/26380.conf

mkdir -p /usr/local/redis/6381 && cp sentinel.conf /usr/local/redis/6381/26381.conf

3.3 分别配置三个哨兵

# 修改sentinel配置文件

vim /usr/local/redis/6379/26379.conf

修改内容：

# 添加守护进程模式

daemonize yes

# 添加指明日志文件名

logfile "/usr/local/redis/6379/sentinel26379.log"

# 修改工作目录

dir "/usr/local/redis/6379"

# 修改启动端口

port 26379

# 添加关闭保护模式

protected-mode no

# 修改sentinel monitor

sentinel monitor macrog-master 192.168.24.131 6379 2

# 将配置文件中mymaster全部替换macrog-master

# 在末行模式下 输入 :%s/mymaster/macrog-master/g

依次修改26380,26381配置

说明：
macrog-master:监控主数据的名称,自定义即可,可以使用大小写字母和“.-_”符号

192.168.24.131:监控的主数据库的IP

6379:监控的主数据库的端口

2:最低通过票数

3.4 启动哨兵进程

redis-sentinel /usr/local/redis/6379/26379.conf //或者 redis-server /usr/local/redis/6379/26379.conf --sentinel

redis-sentinel /usr/local/redis/6380/26380.conf //或者 redis-server /usr/local/redis/6380/26380.conf --sentinel

redis-sentinel /usr/local/redis/6381/26381.conf //或者 redis-server /usr/local/redis/6381/26381.conf --sentinel

3.5. 测试

测试前分别打开三个哨兵的日志（上面配置有logfile的名字）：

1、从库宕机(6380)

手动使从库6380宕机，即杀掉该进程：

kill -9 17233

30s后，26379/26380/26381日志均打印：

27552:X 10 Sep 18:12:12.757 # +sdown slave 192.168.24.131:6380 192.168.24.131 6380 @ macrog-master 192.168.24.131 6379

这表示：检测到从库宕机（+sdown： Subjective down主观宕机，第4节介绍），并告知master库6379。

现在我们重新启动6380实例。

redis-server 6380/6380.conf

26379/26380/26381日志均打印：

27570:X 10 Sep 18:15:40.384 * +reboot slave 192.168.24.131:6380 192.168.24.131 6380 @ macrog-master 192.168.24.131 6379

27570:X 10 Sep 18:15:40.451 # -sdown slave 192.168.24.131:6380 192.168.24.131 6380 @ macrog-master 192.168.24.131 6379

可以看出：slave重新加入到了主从复制中。-sdown：说明是恢复服务。

2、主库宕机(6379)

同样的我们手动将master库宕机：

kill -9 17221

30s后, 26381日志打印：

最上面两条log表示master宕机（+sdown,+odown分别表示主观宕机和客观宕机，第4节介绍）

第二个红方框表示：哨兵将哨兵中某一个选举成为leader，选择6381为新的master；

最后三行表示：设置6379和6380为6381的slave；

也可以通过info replication查看主从关系发现master已经切换为6381。

接下来，我们恢复6379（原master），查看状态：

redis-server 6379/6379.conf

日志均打印:

27675:X 10 Sep 18:28:10.392 # -sdown slave 192.168.24.131:6379 192.168.24.131 6379 @ macrog-master 192.168.24.131 6381

表示：已经将6379设置为6381的slave。

4.Sentinel原理介绍

在上面遇到的两个名词，主观down和客观down：

SDOWN：subjectively down，直接翻译的为”主观”失效，即：当前sentinel实例认为某个redis服务为”不可用”状态；

ODOWN：objectively down，直接翻译为”客观”失效，即：多个sentinel实例都认为master处于”SDOWN”状态，那么此时master将处于ODOWN，ODOWN可以简单理解为master已经被集群确定为”不可用”，将会开启failover。

SDOWN与ODOWN转换过程:

1、每个sentinel实例在启动后，都会和已知的slaves/master以及其他sentinels建立TCP连接，并周期性发送PING(默认为1秒)，在交互中，如果redis-server无法在”down-after-milliseconds”时间内响应或者响应错误信息，都会被认为此redis-server处于SDOWN状态。

2、SDOWN的server为master，那么此时sentinel实例将会向其他sentinel间歇性(一秒)发送”is-master-down-by-addr ”指令并获取响应信息，如果足够多的sentinel实例检测到master处于SDOWN，那么此时当前sentinel实例标记master为ODOWN…其他sentinel实例做同样的交互操作。配置项”sentinel monitor ”，如果检测到master处于SDOWN状态的slave个数达到，那么此时此sentinel实例将会认为master处于ODOWN。

3、每个sentinel实例将会间歇性(10秒)向master和slaves发送”INFO”指令，如果master失效且没有新master选出时，每1秒发送一次”INFO”；”INFO”的主要目的就是获取并确认当前集群环境中slaves和master的存活情况。

4、经过上述过程后，所有的sentinel对master失效达成一致后，开始failover。

Sentinel与slaves“自动发现”机制:

在sentinel的配置文件中，都指定了port，此port就是sentinel实例侦听其他sentinel实例建立链接的端口。

在集群稳定后，最终会每个sentinel实例之间都会建立一个tcp链接，此链接中发送”PING”以及类似于”is-master-down-by-addr”指令集，可用来检测其他sentinel实例的有效性以及”ODOWN”和”failover”过程中信息的交互。

在sentinel之间建立连接之前，sentinel将会尽力和配置文件中指定的master建立连接。sentinel与master的连接中的通信主要是基于pub/sub来发布和接收信息，发布的信息内容包括当前sentinel实例的侦听端口。

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