搭建redis的读写分离架构（包含节点间认证口令）

redis，你要搞高并发的话，不可避免，要把底层的缓存搞得很好

mysql，高并发，做到了，那么也是通过一系列复杂的分库分表，订单系统，事务要求的，QPS到几万，比较高了

单机在几万

 

 

读写分离，一般来说，对缓存，一般都是用来支撑读高并发的，写的请求是比较少的，可能写请求也就一秒钟几千，一两千

大量的请求都是读，一秒钟二十万次读

读写分离

主从架构 -> 读写分离 -> 支撑10万+读QPS的架构

接下来要讲解的一个topic

redis replication

redis主从架构 -> 读写分离架构 -> 可支持水平扩展的读高并发架构

 

redis replication的核心机制

（1）redis采用异步方式复制数据到slave节点，不过redis 2.8开始，slave node会周期性地确认自己每次复制的数据量
（2）一个master node是可以配置多个slave node的
（3）slave node也可以连接其他的slave node
（4）slave node做复制的时候，是不会block master node的正常工作的
（5）slave node在做复制的时候，也不会block对自己的查询操作，它会用旧的数据集来提供服务; 但是复制完成的时候，需要删除旧数据集，加载新数据集，这个时候就会暂停对外服务了
（6）slave node主要用来进行横向扩容，做读写分离，扩容的slave node可以提高读的吞吐量

slave，高可用性，有很大的关系

 

master持久化对于主从架构的安全保障的意义

如果采用了主从架构，那么建议必须开启master node的持久化！

不建议用slave node作为master node的数据热备，因为那样的话，如果你关掉master的持久化，可能在master宕机重启的时候数据是空的，然后可能一经过复制，salve node数据也丢了

master -> RDB和AOF都关闭了 -> 全部在内存中

master宕机，重启，是没有本地数据可以恢复的，然后就会直接认为自己IDE数据是空的

master就会将空的数据集同步到slave上去，所有slave的数据全部清空

100%的数据丢失

master节点，必须要使用持久化机制

第二个，master的各种备份方案，要不要做，万一说本地的所有文件丢失了; 从备份中挑选一份rdb去恢复master; 这样才能确保master启动的时候，是有数据的

即使采用了后续讲解的高可用机制，slave node可以自动接管master node，但是也可能sentinal还没有检测到master failure，master node就自动重启了，还是可能导致上面的所有slave node数据清空故障

 

1、主从架构的核心原理

当启动一个slave node的时候，它会发送一个PSYNC命令给master node

如果这是slave node重新连接master node，那么master node仅仅会复制给slave部分缺少的数据; 否则如果是slave node第一次连接master node，那么会触发一次full resynchronization

开始full resynchronization的时候，master会启动一个后台线程，开始生成一份RDB快照文件，同时还会将从客户端收到的所有写命令缓存在内存中。RDB文件生成完毕之后，master会将这个RDB发送给slave，slave会先写入本地磁盘，然后再从本地磁盘加载到内存中。然后master会将内存中缓存的写命令发送给slave，slave也会同步这些数据。

slave node如果跟master node有网络故障，断开了连接，会自动重连。master如果发现有多个slave node都来重新连接，仅仅会启动一个rdb save操作，用一份数据服务所有slave node。

2、主从复制的断点续传

从redis 2.8开始，就支持主从复制的断点续传，如果主从复制过程中，网络连接断掉了，那么可以接着上次复制的地方，继续复制下去，而不是从头开始复制一份

master node会在内存中常见一个backlog，master和slave都会保存一个replica offset还有一个master id，offset就是保存在backlog中的。如果master和slave网络连接断掉了，slave会让master从上次的replica offset开始继续复制

但是如果没有找到对应的offset，那么就会执行一次resynchronization

3、无磁盘化复制

master在内存中直接创建rdb，然后发送给slave，不会在自己本地落地磁盘了

repl-diskless-sync
repl-diskless-sync-delay，等待一定时长再开始复制，因为要等更多slave重新连接过来

4、过期key处理

slave不会过期key，只会等待master过期key。如果master过期了一个key，或者通过LRU淘汰了一个key，那么会模拟一条del命令发送给slave。

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1、复制的完整流程

（1）slave node启动，仅仅保存master node的信息，包括master node的host和ip，但是复制流程没开始

master host和ip是从哪儿来的，redis.conf里面的slaveof配置的

（2）slave node内部有个定时任务，每秒检查是否有新的master node要连接和复制，如果发现，就跟master node建立socket网络连接
（3）slave node发送ping命令给master node
（4）口令认证，如果master设置了requirepass，那么salve node必须发送masterauth的口令过去进行认证
（5）master node第一次执行全量复制，将所有数据发给slave node
（6）master node后续持续将写命令，异步复制给slave node

2、数据同步相关的核心机制

指的就是第一次slave连接msater的时候，执行的全量复制，那个过程里面你的一些细节的机制

（1）master和slave都会维护一个offset

master会在自身不断累加offset，slave也会在自身不断累加offset
slave每秒都会上报自己的offset给master，同时master也会保存每个slave的offset

这个倒不是说特定就用在全量复制的，主要是master和slave都要知道各自的数据的offset，才能知道互相之间的数据不一致的情况

（2）backlog

master node有一个backlog，默认是1MB大小
master node给slave node复制数据时，也会将数据在backlog中同步写一份
backlog主要是用来做全量复制中断候的增量复制的

（3）master run id

info server，可以看到master run id
如果根据host+ip定位master node，是不靠谱的，如果master node重启或者数据出现了变化，那么slave node应该根据不同的run id区分，run id不同就做全量复制
如果需要不更改run id重启redis，可以使用redis-cli debug reload命令

（4）psync

从节点使用psync从master node进行复制，psync runid offset
master node会根据自身的情况返回响应信息，可能是FULLRESYNC runid offset触发全量复制，可能是CONTINUE触发增量复制

3、全量复制

（1）master执行bgsave，在本地生成一份rdb快照文件
（2）master node将rdb快照文件发送给salve node，如果rdb复制时间超过60秒（repl-timeout），那么slave node就会认为复制失败，可以适当调节大这个参数
（3）对于千兆网卡的机器，一般每秒传输100MB，6G文件，很可能超过60s
（4）master node在生成rdb时，会将所有新的写命令缓存在内存中，在salve node保存了rdb之后，再将新的写命令复制给salve node
（5）client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60，如果在复制期间，内存缓冲区持续消耗超过64MB，或者一次性超过256MB，那么停止复制，复制失败
（6）slave node接收到rdb之后，清空自己的旧数据，然后重新加载rdb到自己的内存中，同时基于旧的数据版本对外提供服务
（7）如果slave node开启了AOF，那么会立即执行BGREWRITEAOF，重写AOF

rdb生成、rdb通过网络拷贝、slave旧数据的清理、slave aof rewrite，很耗费时间

如果复制的数据量在4G~6G之间，那么很可能全量复制时间消耗到1分半到2分钟

4、增量复制

（1）如果全量复制过程中，master-slave网络连接断掉，那么salve重新连接master时，会触发增量复制
（2）master直接从自己的backlog中获取部分丢失的数据，发送给slave node，默认backlog就是1MB
（3）msater就是根据slave发送的psync中的offset来从backlog中获取数据的

5、heartbeat

主从节点互相都会发送heartbeat信息

master默认每隔10秒发送一次heartbeat，salve node每隔1秒发送一个heartbeat

6、异步复制

master每次接收到写命令之后，现在内部写入数据，然后异步发送给slave node

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一主一从

最基础的主从复制模型，主节点负责处理写请求，从节点负责处理读请求，主节点使用RDB持久化模式，从节点使用AOF持久化模式：

 

 

 

一主多从

一个主节点可以有多个从节点，但每个从节点只能有一个主节点。一主多从适用于写少读多的场景，多个从节点可以分担读请求负载，提升并发：

 

 

树状主从

 

 

 

主从复制过程大体可以分为3个阶段：连接建立阶段（即准备阶段）、数据同步阶段、命令传播阶段。

 

在从节点执行 slaveof 命令后，复制过程便开始按下面的流程运作：

保存主节点信息：配置slaveof之后会在从节点保存主节点的信息。
主从建立socket连接：定时发现主节点以及尝试建立连接。
发送ping命令：从节点定时发送ping给主节点，主节点返回PONG。若主节点没有返回PONG或因阻塞无法响应导致超时，则主从断开，在下次定时任务时会从新ping主节点。
权限验证：若主节点开启了ACL或配置了requirepass参数，则从节点需要配置masteruser和masterauth参数才能保证主从正常连接。
同步数据集：首次连接，全量同步。
命令持续复制：全量同步完成后，保持增量同步。

 

关键是怎么搭建呢？？？

一主一从，往主节点去写，在从节点去读，可以读到，主从架构就搭建成功了

打开之前配置好的环境，31-20的是已经具备了单机的环境的，31-186目前还是没有redis环境配置的。

 

安装单机版redis

大家可以自己去官网下载，当然也可以用课程提供的压缩包

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wget http://downloads.sourceforge.net/tcl/tcl8.6.1-src.tar.gz tar -xzvf tcl8.6.1-src.tar.gz cd 当前安装目录/tcl8.6.1/unix/ ./configure make && make install

使用redis-4.0.11.tar.gz（稳定版）

wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.11.tar.gz
tar -zxvf redis-4.0.11.tar.gz
cd redis-4.0.11.tar.gz
make && make test && make install

 

 

（1）redis utils目录下，有个redis_init_script脚本

cp -r /root/redis-4.0.11/utils/redis_init_script /etc/init.d/

（2）将redis_init_script脚本拷贝到linux的/etc/init.d目录中，将redis_init_script重命名为redis_6379，6379是我们希望这个redis实例监听的端口号

cp -r /root/redis-4.0.11/utils/redis_init_script /etc/init.d/redis_6379

（3）修改redis_6379脚本的第6行的REDISPORT，设置为相同的端口号（默认就是6379）
（4）创建两个目录：/etc/redis（存放redis的配置文件），/var/redis/6379（存放redis的持久化文件）

（5）修改redis配置文件（默认在根目录下，redis.conf），拷贝到/etc/redis目录中，修改名称为6379.conf
cp /root/redis-4.0.11/redis.conf /etc/redis/6379.conf
（6）修改redis.conf中的部分配置为生产环境

daemonize yes 让redis以daemon进程运行
pidfile /var/run/redis_6379.pid 设置redis的pid文件位置
port 6379 设置redis的监听端口号
dir /var/redis/6379 设置持久化文件的存储位置

（7）让redis跟随系统启动自动启动

在redis_6379脚本中，最上面，加入两行注释

# chkconfig: 2345 90 10

# description: Redis is a persistent key-value database

控制行命令:  chkconfig redis_6379 on

-------------------------------------------------------------------------

 

 

31-186找到 6379.conf

slave node上修改：　　　　　　
slaveof 192.168.31.20 6379   [从哪个服务器读取数据]
slave-read-only　　　　　　[只读]
masterauth redis-pass   [连接主节点的钥匙]
bind 192.168.31.186     [自己ip]
-----------------------------------------
master node 上修改:

requirepass: redis-pass   [主节点的密码]

bind 192.168.31.20     [自己ip]
--------------------------------------
在slave node上配置：slaveof 主节点ip 6379，即可
redis slave node只读，默认开启，slave-read-only
开启了只读的redis slave node，会拒绝所有的写操作，这样可以强制搭建成读写分离的架构
master上启用安全认证，requirepass
requirepass: redis-pass

修改连接口令:
slave 连接口令，masterauth
修改远程访问的bind
bind  本机ip

 

连接master

 

 提示我们需要口令才能操作。

 

 主节点现在可以使用。

 接下来看从节点。

 

 yum install -y telnet

 master的宿主机连不通，需要配置一下主节点的6379.conf的bind 127.0.0.1 更改为具体自己的ip

 telnet 192.168.31.20 6379

 

 可以联通

 

 然后从节点也需要把bind改成自己需要连的ip，刚开始以为要连主节点的ip，发现使用redis-cli连不上，后来才知道需要 redis-cli -h 加自己ip的地址才可以拿到主节点添加的数据。

 

 从节点添加数据是不允许的。

之后连接主节点，发现主节点连不上了。奇怪

 

 

 

 

 

 发现从节点连上之后，主节点之前的连接方式不好使了，需要通过redis-cli -h 192.168.31.20 ，才可以访问。

那么我们来设置一下set个值试试。

 

 不行，需要主节点登录。

 

 从节点一样可以拿到

------------- 一波三折，之前搭建的并没成功，2022年2月3日重新来过------------

为了保证数据完整性，把主节点和从节点都开启了日志，开启了读写分离，更改了密码。

目前的现状：

开机启动，通过脚本实现  etc/init.d下有个redis_6379文件
/etc/redis（存放redis的配置文件）
/var/redis/6379（存放redis的持久化文件）

　　主节点修改:

requirepass "123456"
appendonly yes
/usr/local/redis/log/redis.log
新建文件夹避免报错:/usr/local/redis/log/
masterauth "123456"

　　从节点1：

logfile  "/usr/local/redis/log/redis.log"
masterauth "123456"
appendonly yes
requirepass "123456"
slaveof  192.168.31.20 6379
创建：/usr/local/redis/log 文件夹

　　从节点2：

logfile  "/usr/local/redis/log/redis.log"
masterauth "123456"
requirepass "123456"
slaveof  192.168.31.20 6379
 
创建：/usr/local/redis/log 文件夹

　　这里需要注意的是：redis5.0以上的版本复制是使用replicaof代替

删除对应日志文件

 cd /var/redis/6379 
 里面就 一个持久化文件，rm -rf 删除掉
 ​

先重启主然后重启从

 

 

 

 远程连接后，set数据进行测试，完成。