Redis|第12章Sentinel哨兵模式《Redis设计与实现》

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

database

目录

  • 前言
  • 1. 启动并初始化 Sentinel
  • 2. Sentinel 与服务器间的默认通信
    • 2.1 获取主服务器信息
    • 2.2 获取从服务器信息
    • 2.3 向主服务器和从服务器发送信息
  • 3. 接受来自主服务器和从服务器的频道信息
    • 3.1 更新 Sentinel 字典
    • 3.2 创建连向其他 Sentinel 的命令连接
  • 4. 检测主观下线状态
  • 5. 检查客观下线状态
    • 5.1 发送 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令
    • 5.2 接受 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令
    • 5.3 接受 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令的回复
  • 6. 选举领头 Sentinel
  • 7. 故障转移
    • 7.1 选出新的主服务器
    • 7.2 修改从服务器的复制目标
    • 7.3 将旧的主服务器变成从服务器
  • 最后

前言

参考资料：《Redis设计与实现 第二版》；

第四部分为多机数据库的实现，主要由以下模块组成：复制、Sentinel、集群；

本篇将介绍 Redis 的Sentinel功能。Sentinel（哨兵）是 Redis 的高可用解决方案：由一个或多个 Sentinel 实例（instance）组成的 Sentinel 系统可以监视任意多个主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器。在被监控的主服务器下线时，自动将下属的某个从服务器升级为主服务器，替代旧主服务器继续处理命令请求；

与本章相关的 Redis 命令总结在下篇文章，欢迎点击收藏，本篇将不再重复：

《Redis常用命令及示例总结（API）》：https://www.cnblogs.com/dlhjw/p/15639773.html

1. 启动并初始化 Sentinel

  • 使用以下命令：

    • $ redis-sentinel /path/to/your/sentinel.conf；

    • $ redis-server /path/to/your/sentinel.conf --sentinel；

  • Sentinel 启动步骤：

    • 1）初始化服务器：初始化一个普通的 Redis 服务器，与普通服务器稍有区别，如下：

    • 2）使用 Sentinel 专属代码：使用 sentinel.c/sentinelcmds 作为服务器的命令表，因此在 Sentinel 模式下，只能执行 PING、SENTINEL、INFO、SUBSCRIBE、UNSUBSCRIBE、PSUBSCRIBE、PUNSUBSCRIBE 七个命令；

    • 3）初始化 Sentinel 状态：初始化一个 sentinel.c/sentinelState 结构，该结构保存了服务器中所有和 Sentinel 功能有关的状态；

    • 4）初始化 Sentinel 状态的 masters 属性：masters 属性是一个字典，记录了所有被 Sentinel 监视的主服务器的相关信息（图16-6）；

      • 字典的键是被监视主服务器的名字；

      • 字典的值是被监视主服务器对应的 sentinel.c/sentinelRedisInstance 结构（图16-5）；

        • sentinelRedisInstance 结构里有一个 addr 指针，指向实例的 IP 地址和端口号；

    • 5）创建连向主服务器的网络连接：对于每个被监视的主服务器，Sentinel 都会创建两个连向主服务器的异步网络连接：

      • 命令连接：专门用于向主服务器发送命令，并接收命令回复（Sentinel 是主服务器的客户端）；

      • 订阅连接：专门用于订阅主服务器的 __sentinel__:hello 频道；




2. Sentinel 与服务器间的默认通信

2.1 获取主服务器信息

  • Sentinel 默认每 10 秒向主服务器发送 INFO 命令；

  • Sentinel 可以获得两方面信息：

    • 主服务器本身信息，如：run_id、role（服务器角色）；

    • 主服务器下属所有从服务器信息，在以 slave 开头的字符串里；

  • Sentinel 会根据主服务器返回的信息做相应更新；

  • 主从服务器在 sentinelRedisInstance 结构上的区别：

    • flags 属性：主服务器为 SRI_MASTER；从服务器为 SRI_SLAVE；

    • name属性：主服务器为用户配置文件规定；从服务器为 IP:端口号；

2.2 获取从服务器信息

  • 当 Sentinel 发现新的从服务器后，会创建一个新的实例结构，同时创建连接到这个从服务器的命令连接和订阅连接；

  • 创建命令连接后，Sentinel 默认每 10 秒向从服务器发送 INFO 命令；

  • Sentinel 会根据从服务器返回的信息做相应更新；

2.3 向主服务器和从服务器发送信息

  • Sentinel 默认每 2 秒通过命令连接向所有被监视的主从服务器发送以下格式命令：

    • PUBLISH __sentinel__:hello "<s_ip>,<s_port>,<s_runid>,<s_epoch>,<m_name>,<m_ip>,<m_port>,<m_epoch>"；

    • 各参数含义如下：

      参数

      含义

      s_ip

      Sentinel 的 IP 地址

      s_port

      Sentinel 的端口号

      s_runid

      Sentinel 的运行 ID

      s_epoch

      Sentinel 当前的配置纪元

      m_name

      主服务器的名字

      m_ip

      主服务器的 IP 地址

      m_port

      主服务器的端口号

      m_epoch

      主服务器当前的配置纪元


3. 接受来自主服务器和从服务器的频道信息

  • 当 Sentinel 与一个主服务器或从服务器建立订阅连接后，Sentinel 会通过订阅连接，向服务器发送以下命令：

    • SUBSCRIBE __sentinel__:hello；

  • Sentinel 既通过命令连接向服务器的 __sentinel__:hello 频道发送信息，又通过订阅连接从服务器的 __sentinel__:hello 频道接受信息；

  • 当多个 Sentinel 监视一个服务器时，可以通过 __sentinel__:hello 频道的获取信息：

    • 如果信息中记录的 Sentinel 运行 ID 跟本Sentinel 一样，说明信息是自己发出的，丢弃这条信息；

    • 反之，说明是其他 Sentinel 发出的；

3.1 更新 Sentinel 字典

  • 一个 Sentinel 可以通过分析接收到的频道信息获知其他 Sentinel 的存在，并通过发送频道信息来让其他 Sentinel 知道自己的存在；

  • 当目标 Sentinel 接受到源 Sentinel 的消息后，会查找主服务器实例结构的 sentinels 字典：

    • 如果源 Sentinel 存在，对源 Sentinel 的结构进行更新；

    • 反之，说明源 Sentinel 是刚刚监视主服务器，将其添加到主服务器实例结构的 sentinels 字典里；

  • 需要注意与从服务器的区别：sentinels 字典里的源 Sentinel 的 flags 属性为 SRI_SENTINEL；而从服务器为 SRI_SLAVE；

  • 下图为 127.0.0.1:26379 的 Sentinel 为主服务器创建的实例化，其他两个 Sentinel （端口号为26380和26381）也会为主服务器创建自己的实例化；

3.2 创建连向其他 Sentinel 的命令连接

  • 当目标 Sentinel 通过通道信息发现一个新的源 Sentinel 时，会做两件事：

    • 为该源 Sentinel 在 sentinels 字典里创建相应的示例结构；

    • 创建一个连向该源 Sentinel 的命令连接；


4. 检测主观下线状态

  • Sentinel 默认每秒向与它建立的所有实例（包括主服务器、从服务器和其他 Sentinel）发送 PING 命令；

  • 实例对 PING 命令的回复有两种情况：

    • 有效回复：实例返回 +PONG、-LOADING、-MASTERDOWN 三种之一；

    • 无效回复：返回其他；

  • Sentinel 配置文件中的 down-after-milliseconds 选项指定 Sentinel 判断实例进入主观下线所需的时间；

  • 不同 Sentinel 所设置的主观下线时长可能不同；

  • 如果某个实例在该时间内已知返回无效回复，Sentinel 会打开该实例 flags 的 SRI_S_DOWN 标识；


5. 检查客观下线状态

  • 当 Sentinel 将一个主服务器判断主观下线后，会询问其他 Sentinel。当从其他 Sentinel 接受到足够数量的已下线判断后，Sentinel 会将从服务器判断为客观下线，并对主服务器执行故障转移操作；

5.1 发送 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令

  • 源 Sentinel 使用以下命令询问其他 Sentinel 是否同意主服务器已下线：

  • SENTINEL is-master-down-by-addr <ip> <port> <current_epoch> <runid>；

    参数

    说明

    ip

    被 Sentinel 判断为主观下线的主服务器的 IP 地址

    port

    被 Sentinel 判断为主观下线的主服务器的端口号

    current_epoch

    Sentinel 当前的配置纪元，用于选举领头 Sentinel

    runid

    可以是 * 符合（用于检测主服务器的客观下线状态）或 Sentinel 的运行 ID（用于选举领头 Sentinel）

5.2 接受 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令

  • 目标 Sentinel 收到 SENTINEL 命令后，根据其中的主服务器 IP 和端口号检查主服务器是否已下线；

  • 然后向源 Sentinel 返回一个包含三个参数的 Multi Bulk 作为回复；

    参数

    说明

    down_state

    返回目标 Sentinel 对主服务器的检查结果，1代表主服务器已下线

    leader_runid

    可以是 * 符号（用于检测主服务器的下线状态）或目标 Sentinel 的局部领头 Sentinel 的运行 ID（用于选举领头 Sentinel）

    leader_epoch

    目标 Sentinel 的局部领头 Sentinel 的配置纪元，用于选举领头 Sentinel

5.3 接受 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令的回复

  • 源 Sentinel 统计其他 Sentinel 同意主服务器已下线的数量，达到一定数量后打开主服务器实例结构 flags 属性的 SRI_O_DOWN 标识，标识主服务器已经进入客观下线状态；

  • 该数量可以在 Sentinel 的 quorum 参数中设置（包括源 Sentinel）；

  • 不同 Sentinel 判断客观下线的条件可能不同；


6. 选举领头 Sentinel

  • 当主服务器被判断客观下线时，监视这个下线主服务器的各个 Sentinel 会进行协商，选举出一个领头 Sentinel，并由领头 Sentinel 对下线的主服务器执行故障转移操作；

  • Sentinel 系统选举领头 Sentinel 的方法是对 Raft 算法的领头选举方法的实现；

  • Redis 选举领头 Sentinel 的规则和方法如下：


7. 故障转移

7.1 选出新的主服务器

  • 领头 Sentinel 在从服务器中选出一个状态良好、数据完整的从服务器。选举规则如下：

  • 选出来后，发送 SLAVEOF no one 命令，将其设置为主服务器；

  • 领头 Sentinel 每秒（正常是每 10 秒）向被升级的从服务器发送 INFO 命令，监控从服务器的 role 属性；

  • 当服务器的 role 属性从 slave 变成 master 时，表明顺利升级；

7.2 修改从服务器的复制目标

  • 领头 Sentinel 通过 SLAVEOF 命令让从服务器复制新的主服务器；

7.3 将旧的主服务器变成从服务器

  • 将已下线的主服务器设置为新主服务器的从服务器；


最后

新人制作，如有错误，欢迎指出，感激不尽！

欢迎关注公众号，会分享一些更日常的东西！

如需转载，请标注出处！

另外，下边有个程序员学习求职分享交流群

是我跟科锐国际的 HR 合作的

里面会分享发布一些求职就业相关的东西

也可以来交流学习技术，欢迎来玩！

扫码添加 HR 小姐姐为好友，备注【加群】

以上是 Redis|第12章Sentinel哨兵模式《Redis设计与实现》 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/536158.html

回到顶部