Redis哨兵架构

2020-11-25 本文已影响0人逍遥白亦

Sentinel是Redis的高可用性解决方案:由一个或多个Sentinel实例组成的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，并在被监视的主服务器进入下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器，然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

1. 启动并初始化Sentinel

启动一个Sentinel可以使用命令:

redis-sentinel /path/to/your/sentinel.comf

或者命令:

redis-server /path/to/your/sentinel.conf --sentinel

当一个Sentinel启动时，它需要执行以下步骤:

初始化服务器。
将普通Redis服务器使用的代码替换成Sentinel专用代码。
初始化Sentinel状态。
根据给定的配置文件，初始化Sentinel的监视主服务器列表
创建连向主服务器的网络连接。

1.1 初始化服务器

初始化Sentinel本质上也是一个Redis服务，但是Sentinel模式功能与普通Redis服务功能不同。

image

1.2 使用Sentinel专用代码

与普通Redis服务器的端口号以及服务器命令表不同。

1.3 初始化Sentinel状态

初始化一个sentinel.c/sentinelState结构。

struct sentinelState {

    // 当前纪元
    uint64_t current_epoch;     /* Current epoch. */

    // 保存了所有被这个 sentinel 监视的主服务器
    // 字典的键是主服务器的名字
    // 字典的值则是一个指向 sentinelRedisInstance 结构的指针
    dict *masters;      /* Dictionary of master sentinelRedisInstances.
                           Key is the instance name, value is the
                           sentinelRedisInstance structure pointer. */

    // 是否进入了 TILT 模式？
    int tilt;           /* Are we in TILT mode? */

    // 目前正在执行的脚本的数量
    int running_scripts;    /* Number of scripts in execution right now. */

    // 进入 TILT 模式的时间
    mstime_t tilt_start_time;   /* When TITL started. */

    // 最后一次执行时间处理器的时间
    mstime_t previous_time;     /* Last time we ran the time handler. */

    // 一个 FIFO 队列，包含了所有需要执行的用户脚本
    list *scripts_queue;    /* Queue of user scripts to execute. */

} sentinel;

1.4 初始化Sentinel状态的masters属性

Sentinel状态中的masters字典记录了所有被Sentinel监视的主服务器的相关信息，其中:

字典的键是被监视主服务器的名字。
而字典的值则是被监视主服务器对应的sentinel.c/sentinelRedisInstance结构。

1.5 创建连向主服务器的网络连接

初始化Sentinel的最后一步是创建连向被监视主服务器的网络连接，Sentinel将成为主服务器的客户端，它可以向主服务器发送命令，并从命令回复中获取相关的信息。

对于每个被 Sentinel监视的主服务器来说，Sentinel会创建两个连向主服务器的异步网络连接∶

一个是命令连接，这个连接专门用于向主服务器发送命令，并接收命令回复。
另一个是订阅连接，这个连接专门用于订阅主服务器的sentine1∶hello频道。

2. 获取主服务器信息

Sentinel 默认会以每十秒一次的频率，通过命令连接向被监视的主服务器发送 INFO命令，并通过分析 INFO命令的回复来获取主服务器的当前信息。

通过分析主服务器返回的INFO命令回复，Sentinel可以获取以下两方面的信息:

一方面是关于主服务器本身的信息，包括run_id域记录的服务器运行 ID，以及role 域记录的服务器角色;
另一方面是关于主服务器属下所有从服务器的信息，每个从服务器都由一个"slave"字符串开头的行记录，每行的 ip=域记录了从服务器的IP地址，而port=域则记录了从服务器的端口号。根据这些IP地址和端口号，Sentinel无须用户提供从服务器的地址信息，就可以自动发现从服务器。

3. 获取从服务器信息

当 Sentinel发现主服务器有新的从服务器出现时，Sentinel除了会为这个新的从服务器创建相应的实例结构之外，Sentinel还会创建连接到从服务器的命令连接和订阅连接。

4. 向主服务器和从服务器发送信息

在默认情况下，Sentinel会以每两秒一次的频率，通过命令连接向所有被监视的主服务器和从服务器发送信息，包括Sentinel的IP地址、端口号、运行ID以及主服务器的名字、IP地址和端口号。

5. 接收来自主服务器和从服务器的频道信息

接收信息主要做以下两件事:

更新sentinels字典中的主、从服务器信息以及实例。
创建连向其他Sentinel的命令连接

6. 检测主观下线状态

在默认情况下，Sentinel会以每秒一次的频率向所有与它创建了命令连接的实例（包括主服务器、从服务器、其他 Sentinel在内）发送PING命令，并通过实例返回的 PING命令回复来判断实例是否在线。

7. 检查客观下线状态

当Sentinel将一个主服务器判断为主观下线之后，为了确认这个主服务器是否真的下线了，它会向同样监视这一主服务器的其他Sentinel进行询问，看它们是否也认为主服务器已经进入了下线状态（可以是主观下线或者客观下线）。当Sentinel从其他Sentinel那里接收到足够数量的已下线判断之后，Sentinel就会将从服务器判定为客观下线，并对主服务器执行故障转移操作。

8. 选举领头Sentinel

当一个主服务器被判断为客观下线时，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对下线主服务器执行故障转移操作。

9. 故障转移

在选举产生出领头Sentinel之后，领头 Sentinel将对已下线的主服务器执行故障转移操作，该操作包含以下三个步骤∶

在已下线主服务器属下的所有从服务器里面，挑选出一个从服务器，并将其转换为主服务器。
让已下线主服务器属下的所有从服务器改为复制新的主服务器。
将已下线主服务器设置为新的主服务器的从服务器，当这个旧的主服务器重新上线时，它就会成为新的主服务器的从服务器。