Redis高可用之Redis Sentinel

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Master <= Salve

10.24.6.5:6379 <= 10.24.6.7:6379

Redis 高可用之 Redis Sentinel

flushdb: 删除这个 db 下的。
flushall: 删除所有

Sentinel 服务器地址:

10.24.6.7

启动

Redis-sentinel sentinel.conf

或者

Redis-server sentinel.conf –sentinel

Redis 服务器:

Master <= Salve

10.24.6.5:6379 <= 10.24.6.7:6379

10.24.6.4:6379

10.24.6.6:6379

Redis 高可用之 Redis Sentinel

有两种方式，一种是通过配置文件，如何配置参考附录的 sentinel.conf。这种方式主要是面向预配置的 redis 群集。

另外一种方式使用 redis-cli 做热配置：

127.0.0.1:26381> sentinel monitor mymaster 172.18.18.207 6501 1 OK

命令的格式如下：

SENTINEL MONITOR <name> <ip> <port> <quorum>

注：quorum 表示发起 failover 需要的 sentinel 数量，看 sentinel 群集的数量决定。

Redis 高可用之 Redis Sentinel

从 sentinel 中删除群集，命令：172.18.18.207:26381> sentinel remove mymaster OK

Redis 高可用之 Redis Sentinel

from redis.sentinel import Sentinel
sentinel = Sentinel([(‘10.24.6.7’, 26379)], socket_timeout=0.1)
master = sentinel.master_for(‘10.24.6.5master’, socket_timeout=0.1)
print master
master.set(‘foo’, ‘bar’)
print master.get(‘foo’)

首先解释 2 个名词:SDOWN 和 ODOWN.

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 适合于 master 和 slave, 但是 ODOWN 只会使用于 master; 当 slave 失效超过 ”down-after-milliseconds” 后, 那么所有 sentinel 实例都会将其标记为 ”SDOWN”.

1) SDOWN 与 ODOWN 转换过程:

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.
如果 2)中 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< ip> <port>” 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 <mastername> <masterip> <masterport>< quorum>”, 如果检测到 master 处于 SDOWN 状态的 slave 个数达到 <quorum>, 那么此时此 sentinel 实例将会认为 master 处于 ODOWN.
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.
经过上述过程后, 所有的 sentinel 对 master 失效达成一致后, 开始 failover.

2) Sentinel 与 slaves” 自动发现 ” 机制:

在 sentinel 的配置文件中(local-sentinel.conf), 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:

+sentinel sentinel 127.0.0.1:26579 127.0.0.1 26579 ….

发布的主题名称为 ”__sentinel__:hello”; 同时 sentinel 实例也是 ” 订阅 ” 此主题, 以获得其他 sentinel 实例的信息. 由此可见, 环境首次构建时, 在默认 master 存活的情况下, 所有的 sentinel 实例可以通过 pub/sub 即可获得所有的 sentinel 信息, 此后每个 sentinel 实例即可以根据 +sentinel 信息中的 ”ip+port” 和其他 sentinel 逐个建立 tcp 连接即可. 不过需要提醒的是, 每个 sentinel 实例均会间歇性 (5 秒) 向 ”__sentinel__:hello” 主题中发布自己的 ip+port, 目的就是让后续加入集群的 sentinel 实例也能或得到自己的信息.
根据上文, 我们知道在 master 有效的情况下, 即可通过 ”INFO” 指令获得当前 master 中已有的 slave 列表; 此后任何 slave 加入集群,master 都会向 ” 主题中 ” 发布 ”+slave 127.0.0.1:6579 ..”, 那么所有的 sentinel 也将立即获得 slave 信息, 并和 slave 建立链接并通过 PING 检测其存活性.

补充一下, 每个 sentinel 实例都会保存其他 sentinel 实例的列表以及现存的 master/slaves 列表, 各自的列表中不会有重复的信息(不可能出现多个 tcp 连接), 对于 sentinel 将使用 ip+port 做唯一性标记, 对于 master/slaver 将使用 runid 做唯一性标记, 其中 redis-server 的 runid 在每次启动时都不同.

3) Leader 选举:

其实在 sentinels 故障转移中，仍然需要一个“Leader”来调度整个过程：master 的选举以及 slave 的重配置和同步。当集群中有多个 sentinel 实例时，如何选举其中一个 sentinel 为 leader 呢？

在配置文件中“can-failover”“quorum”参数，以及“is-master-down-by-addr”指令配合来完成整个过程。

A)“can-failover”用来表明当前 sentinel 是否可以参与“failover”过程，如果为“YES”则表明它将有能力参与“Leader”的选举，否则它将作为“Observer”，observer 参与 leader 选举投票但不能被选举；

B)“quorum”不仅用来控制 master ODOWN 状态确认，同时还用来选举 leader 时最小“赞同票”数；

C)“is-master-down-by-addr”，在上文中以及提到，它可以用来检测“ip + port”的 master 是否已经处于 SDOWN 状态，不过此指令不仅能够获得 master 是否处于 SDOWN，同时它还额外的返回当前 sentinel 本地“投票选举”的 Leader 信息(runid);

每个 sentinel 实例都持有其他的 sentinels 信息，在 Leader 选举过程中(当为 leader 的 sentinel 实例失效时，有可能 master server 并没失效，注意分开理解)，sentinel 实例将从所有的 sentinels 集合中去除“can-failover = no”和状态为 SDOWN 的 sentinels，在剩余的 sentinels 列表中按照 runid 按照“字典”顺序排序后，取出 runid 最小的 sentinel 实例，并将它“投票选举”为 Leader，并在其他 sentinel 发送的“is-master-down-by-addr”指令时将推选的 runid 追加到响应中。每个 sentinel 实例都会检测“is-master-down-by-addr”的响应结果，如果“投票选举”的 leader 为自己，且状态正常的 sentinels 实例中，“赞同者”的自己的 sentinel 个数不小于(>=) 50% + 1, 且不小与 <quorum>，那么此 sentinel 就会认为选举成功且 leader 为自己。

在 sentinel.conf 文件中，我们期望有足够多的 sentinel 实例配置“can-failover yes”，这样能够确保当 leader 失效时，能够选举某个 sentinel 为 leader，以便进行 failover。如果 leader 无法产生，比如较少的 sentinels 实例有效，那么 failover 过程将无法继续.

4) failover 过程:

在 Leader 触发 failover 之前，首先 wait 数秒 (随即 0~5)，以便让其他 sentinel 实例准备和调整(有可能多个 leader??), 如果一切正常，那么 leader 就需要开始将一个 salve 提升为 master，此 slave 必须为状态良好(不能处于 SDOWN/ODOWN 状态) 且权重值最低 (redis.conf 中) 的，当 master 身份被确认后，开始 failover

A）“+failover-triggered”: Leader 开始进行 failover，此后紧跟着“+failover-state-wait-start”，wait 数秒。

B）“+failover-state-select-slave”: Leader 开始查找合适的 slave

C）“+selected-slave”: 已经找到合适的 slave

D）“+failover-state-sen-slaveof-noone”: Leader 向 slave 发送“slaveof no one”指令，此时 slave 已经完成角色转换，此 slave 即为 master

E）“+failover-state-wait-promotition”: 等待其他 sentinel 确认 slave

F）“+promoted-slave”：确认成功

G）“+failover-state-reconf-slaves”: 开始对 slaves 进行 reconfig 操作。

H）“+slave-reconf-sent”: 向指定的 slave 发送“slaveof”指令，告知此 slave 跟随新的 master

I）“+slave-reconf-inprog”: 此 slave 正在执行 slaveof + SYNC 过程，如过 slave 收到“+slave-reconf-sent”之后将会执行 slaveof 操作。

J）“+slave-reconf-done”: 此 slave 同步完成，此后 leader 可以继续下一个 slave 的 reconfig 操作。循环 G）

K）“+failover-end”: 故障转移结束

L）“+switch-master”：故障转移成功后，各个 sentinel 实例开始监控新的 master。