Redis マスター/スレーブ レプリケーションの概要とその原理の詳細な説明

#redis は、キーと値のストレージ システムです。 Memcached と同様に、string (文字列)、list (リンク リスト)、set (セット)、zset (並べ替えられたセット - 順序付きセット)、および hash (ハッシュ タイプ) など、比較的多くの保存された値の種類をサポートします。これらのデータ型はすべて、プッシュ/ポップ、追加/削除、交差、結合、差分などの豊富な操作をサポートしており、これらの操作はすべてアトミックです。これに基づいて、redis はさまざまな並べ替え方法をサポートします。 memcached と同様に、データは効率を確保するためにメモリにキャッシュされます。違いは、redis が定期的に更新されたデータをディスクに書き込むか、追加のレコード ファイルに変更操作を書き込むこと、そしてこれに基づいてマスターとスレーブ (マスターとスレーブ) の同期が実現されることです。

概要

既存の企業では、80% の企業が主に Redis スタンドアロン サービスを使用しています。実際のシナリオでは、単一ノード redis が使用されます。リスクを負いやすい。

直面する問題

1. マシンの故障。 Redis サーバーにデプロイしますが、マシンに障害が発生した場合は、別のサーバーに移行してデータが同期されていることを確認する必要があります。データが最も重要なので、気にしない場合は、基本的に Redis を使用しません。 2. 容量のボトルネック。 Redis メモリを 16G メモリから 64G メモリに拡張する必要がある場合、 単一のマシンではそれを満足させることはできません。もちろん、新しい 128G マシンを購入することもできます。

#解決策

分散データベースのストレージ容量を増やし、大量の同時アクセスに耐えるために、元の集中データを変換しますライブラリ内のデータは、他の複数のネットワーク ノードに保存されます。

この単一ノードの問題を解決するために、Redis はデータの複数のコピーを

他のノードにデプロイしてレプリケーションを行い、Redis の高可用性とデータの冗長バックアップを実現します。

データとサービスの高可用性を確保します。

マスター/スレーブ レプリケーション

マスター/スレーブ レプリケーションとは

マスター-slave replication は、1 つの Redis サーバーから他の Redis サーバーにデータをコピーすることを指します。前者をマスターノード(master)、後者をスレーブノード(slave)と呼び、データの複製は一方向であり、マスターノードからスレーブノードへのみ可能です。

デフォルトでは、各 Redis サーバーはマスター ノードであり、マスター ノードは複数のスレーブ ノードを持つことができます (または

スレーブ ノードを持たない) が、スレーブ ノードが持つことができるマスター ノードは 1 つだけです。

マスタ・スレーブ・レプリケーションの役割

1. データの冗長化：マスタ・スレーブ・レプリケーションによりホットバックアップを実現data は、永続化以外のデータ冗長化方法です。

2. 障害回復: マスター ノードで問題が発生した場合、スレーブ ノードは迅速な障害回復を実現するためのサービスを提供できますが、これは実際には一種のサービス冗長性です。

3. 負荷分散: マスター/スレーブ レプリケーションに基づいて、読み取り/書き込み分離と組み合わせることで、マスター ノードは書き込みサービスを提供でき、

スレーブ ノードは読み取りサービスを提供できます (つまり、 Redis データを書き込む場合、アプリケーションはマスター ノードに接続し、Redis データを読み取る場合、アプリケーション

はスレーブ ノードに接続してサーバーの負荷を共有します。特に、書き込みが少なく読み取りが多いシナリオでは、読み取り負荷は複数のスレーブ ノード

を通じて共有されるため、Redis サーバーの同時実行性が大幅に向上します。

4. 読み取りと書き込みの分離: 読み取りと書き込みの分離、メイン ライブラリの書き込みとスレーブ ライブラリの読み取りを実現するために使用できます。読み取りと書き込みの分離は、## の負荷容量を向上させるだけではありません。 # サーバーですが、必要に応じて使用することもできます。変更、スレーブ ライブラリの数を変更します; 5. 高可用性の基礎: 上記の機能に加えて、マスター/スレーブ レプリケーションも可能です。センチネルとクラスターの実装の基礎 したがって、マスター/スレーブ レプリケーションは Redis の高可用性の基盤です。

マスター/スレーブ レプリケーションを有効にする

スレーブ ノードからマスター/スレーブ レプリケーションを有効にするには 3 つの方法があります:

1. 設定ファイル: スレーブサーバーの設定ファイルに追加:

slaveof <masterip>
<masterport>

2. 起動コマンド: コマンド起動後に redis-server を追加

--slaveof <masterip>
<masterport>

3. 客户端命令： Redis 服务器启动后，直接通过客户端执行命令：

slaveof
<masterip>
<masterport>

则该 Redis 实例成为从节点。

通过 info replication 命令可以看到复制的一些信息主从复制原理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，复制过程便开始运作，下面图示大概可以看到，从图中可以看出复制过程大致分为 6 个过程

主从配置之后的日志记录也可以看出这个流程

1）保存主节点（master）信息。

执行 slaveof 后 Redis 会打印如下日志：

2）从节点（slave）内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑，当定时任务发现存在新的主节点后，会尝试与该节点建立网络连接

从节点与主节点建立网络连接

从节点会建立一个 socket 套接字，从节点建立了一个端口为 51234 的套接字，专门用于接受主节点发送的复制命令。从节点连接成功后打印如下日志：

如果从节点无法建立连接，定时任务会无限重试直到连接成功或者执行 slaveof noone 取消复制关于连接失败，可以在从节点执行 info replication 查看<span style="font-size: 14px; line-height: 1.76em;">master_link_down_since_seconds</span> 指标，它会记录与主节点连接失败的系统时间。从

节点连接主节点失败时也会每秒打印如下日志，方便发现问题：

# Error condition on socket for SYNC: {socket_error_reason}

3）发送 ping 命令。

连接建立成功后从节点发送 ping 请求进行首次通信，ping 请求主要目的如下：

·检测主从之间网络套接字是否可用。

·检测主节点当前是否可接受处理命令。

如果发送 ping 命令后，从节点没有收到主节点的 pong 回复或者超时，比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令，从节点会断开复制连接，下次定时任务会发起重连

从节点发送的 ping 命令成功返回，Redis 打印如下日志，并继续后续复制流程：

4）权限验证。如果主节点设置了 requirepass 参数，则需要密码验证，从节点必须配

置 masterauth 参数保证与主节点相同的密码才能通过验证；如果验证失败复制将终

止，从节点重新发起复制流程。

5）同步数据集。主从复制连接正常通信后，对于首次建立复制的场景，主节点会把持

有的数据全部发送给从节点，这部分操作是耗时最长的步骤。

6）命令持续复制。当主节点把当前的数据同步给从节点后，便完成了复制的建立流程。

接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点，保证主从数据一致性。

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