redis高可用：keepalived+redis主从部署

Dear 丶 2022-06-10 05:58 227阅读 0赞

# 1 Redis高可用的可选方案 #

Redis的高可用方案目前主要5种方式。  
1）  Redis Master-Slave + Keepalived + VIP。  
这是很经典的db架构，也可以用与mysql的主从切换。基本原理是：Keepalive通过脚本检测master的存活，然后通过漂移VIP（Virtual IP）完成主从切换。  
2）  Redis Master-Slave + DNS Service + Sentinel。  
基本原理是Sentinel集群进行Redis的存活检测和Redis M-S状态切换。完成切换之后，sentinel调用notification-script参数制定的配置文件，通知DNS Server更改DNS配置，master dns解析执行新的master。  
3）  Redis Master-Slave + Configure Center（Zookeeper） + Sentinel.  
基本原理和第三种方案相似，只是notification-script通知的是配置中心完成redis连接配置的修改，比如Zookeeper实现的配置中心。  
4）  Redis Master-Slave + Sentinel + Twemproxy + Lvs.  
这种方案层次比较多，sentinel通知twemproxy进行redis m-s的配置更改。  
5）Redis Cluster，redis3.0发布了该功能，稳定性还待市场检验。

本文演示第一种方案：Redis Master-Slave + Keepalived + VIP.

1. 基本构建与原理

1）Keepalived + VIP : 在redis master-slave上部署keepalived、redis instance存活检测脚本、以及告警通知脚本。

2）当redis master失效的时候，VIP从master上漂移到slave上，完成m-s角色和配置更改。3）客户端连接redis的参数中host设置的是VIP，整个切换过程对客户端透明。

2. 优缺点与适用场景。

优点：实现简单，成本低，整个切换过程对客户端透明。

缺点：整个集群的最大吞吐量受限于redis单实例的处理能力，除非一个应用使用多套这种Keepalived+VIP方案。因而扩展能力较差，而且不适合目前单机部署多个redis实例的部署场景。

适合场景：并发请求不是很高的应用。

2 安装keepalived 1. tar zxf  keepalived-1.3.5.tar.gz
    2. cd keepalived-1.3.5 3. ./configure --prefix=/usr/local/keepalived/
    4. make
    5. make install
    拷贝需要的文件：
    $ cp /usr/local/src/keepalived-1.3.5/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/keepalived
    $ cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
    $ cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
    $ mkdir -p /etc/keepalived/
    $ cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf
    /etc/keepalived/keepalived.conf是默认的配置文件 第一步，安装基础库 yum -y install openssl-devel libnl3-devel ipset-devel iptables-devel libnfnetlink-devel net-snmp-devel
     第二步，源码安装keepalived 3 keepalived + Redis主从部署 3.1 部署拓补图 基于如下的拓扑图：
     3.2 Redis主从配置 3.2.1 Redis安装 步骤1：
    首先从官网（http://download.redis.io/releases/）下载redis正式版的压缩包redis-2.8.19.tar.gz
     
    步骤2：编译源码安装：
    cd /usr/local/src/
    tar zxvf redis-2.8.19.tar.gz
    cd redis-2.8.19
    make
    make install 3.2.2 修改redis配置文件 cd redis-2.8.19
    vim redis.conf 修改相关配置项，这里仅做DOME演示，其他配置项默认。
    修改redis master的redis.conf
    daemonize yes
    logfile /var/log/redis.log
    修改redis backup的redis.conf
    daemonize yes
    logfile /var/log/redis.log
    slaveof 172.30.1.22 6379 3.2.3 启动Redis 分别启动主从redis-server:
    cd redis-2.8.19
    ./src/redis-server ./redis.conf
    3.2.3 测试主从功能
    在主机器上执行set key value： [root@localhost redis-2.8.19]# ./src/redis-cli -p 6379
    127.0.0.1:6379> set nosql redis
    OK
    127.0.0.1:6379> 
    在从机器上执行get key： [root@localhost redis-2.8.19]# ./src/redis-cli -p 6379
    127.0.0.1:6379> get nosql
    "redis"
    127.0.0.1:6379> 
    OK，测试正常。 3.2 主从公共脚本 3.2.1 Redis监控脚本 该脚本检测redis的运行状态，并在nginx进程不存在时尝试重新启动ngnix，如果启动失败则停止keepalived，准备让其它机器接管。 /etc/keepalived/scripts/check_redis.sh： #!/bin/bash
    CHECK=`/usr/local/bin/redis-cli PING`
    if [ "$CHECK" == "PONG" ] ;then
          echo $CHECK
          exit 0
    else 
          echo $CHECK
          service keepalived stop #可确保让出MASTER
          exit 1
    fi
    
    
     keepalived根据监控脚本的返回码调整优先级： ☉如果脚本返回码为0，并且weight配置的值大于0，则优先级相应的增加； ☉如果脚本返回码为非0，并且weight配置的值小于0，则优先级相应的减少； ☉其他情况，原本配置的优先级不变，即配置文件中priority对应的值。 提示： 优先级不会不断的提高或者降低； 可以编写多个检测脚本并为每个检测脚本设置不同的weight（在配置中列出就行）； 不管提高优先级还是降低优先级，最终优先级的范围是在[1,254]，不会出现优先级小于等于0或者优先级大于等于255的情况； 在MASTER节点的 vrrp_instance 中 配置 nopreempt ，当它异常恢复后，即使它 prio 更高也不会抢占，这样可以避免正常情况下做无谓的切换。 以上可以做到利用脚本检测业务进程的状态，并动态调整优先级从而实现主备切换。 3.2.2 redis_fault.sh vim /etc/keepalived/scripts/redis_fault.sh  # !/bin/bash
    LOGFILE=/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log 
    echo "[fault]" >> $LOGFILE 
    date >> $LOGFILE
    3.2.3 redis_stop.sh
    # !/bin/bash
    LOGFILE=/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log 
    echo "[stop]" >> $LOGFILE 
    date >> $LOGFILE vim /etc/keepalived/scripts/redis_stop.sh   # !/bin/bash
    LOGFILE=/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log 
    echo "[stop]" >> $LOGFILE 
    date >> $LOGFILE
     3.3 keepalived scripts for redis   为redis配置keepalived所需要的脚本。 3.3.1 Redis Master scripts   在redis master配置：    vim/etc/keepalived/scripts/redis_master.sh #!/bin/bash
    REDISCLI="/usr/local/bin/redis-cli"
    LOGFILE="/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log"
    echo "[master]" >> $LOGFILE
    date >> $LOGFILE
    echo "Being master...." >> $LOGFILE 2>&1
    echo "Run SLAVEOF cmd ..." >> $LOGFILE
    $REDISCLI SLAVEOF 172.30.1.23 6379 >> $LOGFILE  2>&1
    sleep 10 #延迟10秒以后待数据同步完成后再取消同步状态
    echo "Run SLAVEOF NO ONE cmd ..." >> $LOGFILE
    $REDISCLI SLAVEOF NO ONE >> $LOGFILE 2>&1 vim /etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh #!/bin/bash
    REDISCLI="/usr/local/bin/redis-cli"
    LOGFILE="/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log"
    echo "[backup]" >> $LOGFILE
    date >> $LOGFILE
    echo "Being slave...." >> $LOGFILE 2>&1
    sleep 15 #延迟15秒待数据被对方同步完成之后再切换主从角色
    echo "Run SLAVEOF cmd ..." >> $LOGFILE
    $REDISCLI SLAVEOF 172.30.1.23 6379 >> $LOGFILE  2>&1 3.3.2 Redis Backup scripts   和3.3.1节的配置基本一样，只是脚本中redis的IP为原master主机的IP。   在redis backup配置：  vim/etc/keepalived/scripts/redis_master.sh #!/bin/bash
    REDISCLI="/usr/local/bin/redis-cli"
    LOGFILE="/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log"
    echo "[master]" >> $LOGFILE
    date >> $LOGFILE
    echo "Being master...." >> $LOGFILE 2>&1
    echo "Run SLAVEOF cmd ..." >> $LOGFILE
    $REDISCLI SLAVEOF 172.30.1.22 6379 >> $LOGFILE  2>&1
    sleep 10 #延迟10秒以后待数据同步完成后再取消同步状态
    echo "Run SLAVEOF NO ONE cmd ..." >> $LOGFILE
    $REDISCLI SLAVEOF NO ONE >> $LOGFILE 2>&1 vim /etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh #!/bin/bash
    REDISCLI="/usr/local/bin/redis-cli"
    LOGFILE="/usr/local/src/redis-2.8.19/keepalived-redis-state.log"
    echo "[backup]" >> $LOGFILE
    date >> $LOGFILE
    echo "Being slave...." >> $LOGFILE 2>&1
    sleep 15 #延迟15秒待数据被对方同步完成之后再切换主从角色
    echo "Run SLAVEOF cmd ..." >> $LOGFILE
    $REDISCLI SLAVEOF 172.30.1.22 6379 >> $LOGFILE  2>&1 3.4 配置keepalived.conf keepalived.conf样例 global_defs {
    	router_id redis
    }
    
    vrrp_script chk_redis {
    	script "/etc/keepalived/scripts/check_redis.sh"
    	interval 4
    	weight -5
    	fall 3  
    	rise 2
    }
    
    vrrp_instance VI_REDIS {
    	state MASTER
    	interface eth1
    	virtual_router_id 51
    	priority 100
    	advert_int 1
    	nopreempt
    
    	authentication {
    		auth_type PASS
    		auth_pass 1111
    	}
    
    	virtual_ipaddress {
    		172.30.1.15
    	}
    
    	track_script {
    		chk_redis
    	}
    
    	notify_master /etc/keepalived/scripts/redis_master.sh
    	notify_backup /etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh
    	notify_fault  /etc/keepalived/scripts/redis_fault.sh
    	notify_stop   /etc/keepalived/scripts/redsi_stop.sh
    }
     注意，在同一个网段内的，若为不同的应用做高可用，不同应用使用不同的VIP，那么vrrp_instance的名字（这里是VI_REDIS）、virtual_router_id在不同的高可用实例必须设置不同的值区分开。否则keepalived会报如下错误： Aug 11 11:28:36 localhostKeepalived_vrrp[16958]: (VI_1): received an invalid ip number count 1, expected2! Aug 11 11:28:36 localhostKeepalived_vrrp[16958]: bogus VRRP packet received on eth1 !!! Aug 11 11:28:36 localhostKeepalived_vrrp[16958]: VRRP_Instance(VI_1) Dropping received VRRP packet...   以上是keepalived MASTER节点配置文件/etc/keepalived/keepalived.conf的配置信息。在BACKUP节点，只需把vrrp_instance->state改为BACKUP，vrrp_instance->priority改为99即可。 在默认的keepalive.conf里面还有 virtual_server,real_server 这样的配置，我们这用不到，它是为lvs准备的。 notify 可以定义在切换成MASTER或BACKUP时执行的脚本，如有需求请自行google。   配置选项说明 global_defs ☉notification_email： keepalived在发生诸如切换操作时需要发送email通知地址，后面的 smtp_server 相比也都知道是邮件服务器地址。也可以通过其它方式报警，毕竟邮件不是实时通知的。 ☉router_id： 机器标识，通常可设为hostname。故障发生时，邮件通知会用到 vrrp_instance ☉state ： 指定instance(Initial)的初始状态，就是说在配置好后，这台服务器的初始状态就是这里指定的，但这里指定的不算，还是得要通过竞选通过优先级来确定。如果这里设置为MASTER，但如若他的优先级不及另外一台，那么这台在发送通告时，会发送自己的优先级，另外一台发现优先级不如自己的高，那么他会就回抢占为MASTER ☉interface： 实例绑定的网卡，因为在配置虚拟IP的时候必须是在已有的网卡上添加的，可以用ifconfig命令查看网卡。 ☉mcast_src_ip： 发送多播数据包时的源IP地址，这里注意了，这里实际上就是在那个地址上发送VRRP通告，这个非常重要，一定要选择稳定的网卡端口来发送，这里相当于heartbeat的心跳端口，如果没有设置那么就用默认的绑定的网卡的IP，也就是interface指定的IP地址 ☉virtual_router_id： 这里设置VRID，这里非常重要，相同的VRID为一个组，他将决定多播的MAC地址 ☉priority： 设置本节点的优先级，优先级高的为master ☉advert_int： 检查间隔，默认为1秒。这就是VRRP的定时器，MASTER每隔这样一个时间间隔，就会发送一个advertisement报文以通知组内其他路由器自己工作正常 ☉authentication： 定义认证方式和密码，主从必须一样，样例用的是密码方式。 ☉virtual_ipaddress： 这里设置的就是VIP，也就是虚拟IP地址，他随着state的变化而增加删除，当state为master的时候就添加，当state为backup的时候删除，这里主要是有优先级来决定的，和state设置的值没有多大关系。这里可以设置多个虚拟IP地址，类似于一个域名可以解析对应多个IP地址。 ☉track_script： 引用VRRP脚本，即在 vrrp_script 部分指定的名字。每隔vrrp_script->interval时间运行脚本，如果监控服务有异常则改变优先级，并最终引发主备切换。 vrrp_script 告诉 keepalived 在什么情况下切换，所以尤为重要。可以有多个 vrrp_script ☉script ： 自己写的检测脚本。也可以是一行命令如killall-0 nginx ☉interval4 ： 每4s检测一次，这里要大于监控脚本执行的时间，监控脚本会执行超时，☉keepalived会发送SIGTERM信号结束监控脚本的执行。 ☉weight-5 ： 检测失败（脚本返回非0）则优先级 -5 ☉fall 2： 检测连续 2 次失败才算确定是真失败。会用weight减少优先级（1-255之间） ☉rise 1： 检测 1 次成功就算成功。但不修改优先级 4.1启动keepalived  在Redis Master和Redis Backup上将keepalived启动 启动keepalived： service keepalived start 或者 /etc/init.d/keepalived start 或者 /usr/local/keepalived/sbin/keepalived -f/etc/keepalived/keepalived.conf -D 查看进程，正常会有三个进程 [root@localhost ~]# ps -ef | grepkeepalived root     3870     1  0 14:46 ?        00:00:00 keepalived -D root     3872  3870  0 14:46 ?        00:00:00 keepalived -D root     3873  3870  0 14:46 ?       00:00:00 keepalived -D root     3887 18774  0 14:46 pts/1    00:00:00 grep keepalived [root@localhost ~]# 用ip命令查看VIP，ifconfig命令不能查看虚拟IP。 [root@localhost ~]#  ip a | grep eth1 2: eth1:<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen1000    inet 172.30.1.22/24 brd 172.30.1.255scope global eth1    inet 172.30.1.15/32 scope global eth1 [root@localhost ~]#   可以看到现在是172.30.1.22接管着VIP。   至此，Keppalived+Redis主从高可用环境已经搭建完成。客户端访问Redis使用VIP，或者将redis的域名解析指向VIP。 4 测试   测试时可以用命令tail -f /var/log/messages查看keepalived的日志，查看主从机器状态的变化，VIP的漂移等。 4.1 客户端用VIP访问Redis   在另一台客户端机器，比如172.30.1.20，用VIP登录redis，并使用get命令获取之前设置的[key,value].
    [root@localhost redis-2.8.19]# redis-cli -h 172.30.1.15 -p 6379
    172.30.1.15:6379> get nosql
    "redis"
    172.30.1.15:6379>
      再设置一个新的[key,value].
    172.30.1.15:6379> set movie ZhanLang2
    OK
    172.30.1.15:6379> get movie
    "ZhanLang2"
    172.30.1.15:6379>
      测试结果正常。 4.2 测试VIP漂移 测试之前，先看下那台机器接管这VIP
     在172.30.1.22机器查看
    [root@localhost ~]# ip a | grep eth1
    2: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
        inet 172.30.1.22/24 brd 172.30.1.255 scope global eth1
        inet 172.30.1.15/32 scope global eth1
    [root@localhost ~]#
    在172.30.1.23查看
    [root@localhost ~]#  ip a | grep eth1
    2: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
        inet 172.30.1.23/24 brd 172.30.1.255 scope global eth1
    [root@localhost ~]# 
    可见，VIP被172.30.1.22机器接管着。
    现在，把172.30.1.22机器上的redis-server干掉，再查看VIP是否还接管着：
    [root@localhost ~]# pkill redis-server
    [root@localhost ~]# ps -ef | grep redis-server | grep -v grep
    root      7372 30964  0 13:57 pts/0    00:00:00 grep redis-server
    [root@localhost ~]# ip a | grep eth1
    2: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
        inet 172.30.1.22/24 brd 172.30.1.255 scope global eth1
    [root@localhost ~]#
    可见，172.30.1.22已经没有接管VIP了。
    在172.30.1.23查看下是否接管了VIP：
    [root@localhost ~]# ip a | grep eth1
    2: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
        inet 172.30.1.23/24 brd 172.30.1.255 scope global eth1
        inet 172.30.1.15/32 scope global eth1
    [root@localhost ~]#
    可见172.30.1.23已经接管了VIP，进入MASTER状态了。
    继续测试在VIP下的redis读写：
    还是在客户端172.30.1.20下执行
    172.30.1.15:6379> get movie
    "ZhanLang2"
    172.30.1.15:6379> set director WuJing
    OK
    172.30.1.15:6379>
    测试正常，注意，刚刚设置了一个新的[key,value]，待会把172.30.1.22上的redis-server起来后，再查询这个新的[key,value]——[director,WuJing].
    现在把172.30.1.22上的redis-server启动，keepalived也需要启动，以为检测脚本check_redis.sh检测到redis-server不在时，把keepalived也退出了，确保MASTER角色的让出。
    [root@localhost redis-2.8.19]# cd /usr/local/src/redis-2.8.19
    [root@localhost redis-2.8.19]# ./src/redis-server redis.conf 
    [root@localhost redis-2.8.19]#  ps -ef | grep redis-server | grep -v grep
    root      7841     1  0 14:25 ?        00:00:00 ./src/redis-server *:6379    
    [root@localhost redis-2.8.19]# service keepalived start
    Starting keepalived:                                       [  OK  ]
    [root@localhost redis-2.8.19]# ip a | grep eth1
    2: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
        inet 172.30.1.22/24 brd 172.30.1.255 scope global eth1
        inet 172.30.1.15/32 scope global eth1
    [root@localhost redis-2.8.19]#
     
    可见，启动redis-server和keepalived后，172.30.1.22又重新接管了VIP，因为172.30.1.22设置的优先级是100比172.30.1.23的优先级99要高。
    在客户端172.30.1.20下继续测试redis的读写
    先查询刚刚设置的[director,WuJing]
    172.30.1.15:6379> get director
    "WuJing"
    172.30.1.15:6379>
    可以查询到，说明数据已经同步过来了
    再测试下写数据
    172.30.1.15:6379> set piaofang 4billion
    OK
    172.30.1.15:6379>
    可见，写redis也是正常的。
     
    OK，现在高可用的基本功能测试已经完成。 
     参考 官网 http://www.keepalived.org/ https://github.com/acassen/keepalived 博客 http://redisdoc.com/topic/sentinel.html http://blog.csdn.net/l1028386804/article/details/52578080 http://mdba.cn/2015/03/06/redis%E9%AB%98%E5%8F%AF%E7%94%A8%E6%9E%B6%E6%9E%84-keepalivevip/