redis 简单整理——哨兵原理[三十一]

前言

简单介绍一下哨兵的原理。

正文

1. 一套合理的监控机制是Sentinel节点判定节点不可达的重要保证，Redis Sentinel通过三个定时监控任务完成对各个节点发现和监控：

1）每隔10秒，每个Sentinel节点会向主节点和从节点发送info命令获取 最新的拓扑结构。

例如下面就是在一个主节点上执行info replication的结果片段

Sentinel节点通过对上述结果进行解析就可以找到相应的从节点。

这个定时任务的作用具体可以表现在三个方面：

·通过向主节点执行info命令，获取从节点的信息，这也是为什么 Sentinel节点不需要显式配置监控从节点。

·当有新的从节点加入时都可以立刻感知出来。

·节点不可达或者故障转移后，可以通过info命令实时更新节点拓扑信息。

2）每隔2秒，每个Sentinel节点会向Redis数据节点的__sentinel__：hello 频道上发送该Sentinel节点对于主节点的判断以及当前Sentinel节点的信息

同时每个Sentinel节点也会订阅该频道，来了解其他 Sentinel节点以及它们对主节点的判断，所以这个定时任务可以完成以下两个工作：

·发现新的Sentinel节点：通过订阅主节点的__sentinel__：hello了解其他 的Sentinel节点信息，如果是新加入的Sentinel节点，将该Sentinel节点信息保 存起来，并与该Sentinel节点创建连接。

·Sentinel节点之间交换主节点的状态，作为后面客观下线以及领导者选举的依据。

Sentinel节点publish的消息格式如下：

3）每隔1秒，每个Sentinel节点会向主节点、从节点、其余Sentinel节点 发送一条ping命令做一次心跳检测，来确认这些节点当前是否可达。

通过上面的定时任务，Sentinel节点对主节点、从节点、其余 Sentinel节点都建立起连接，实现了对每个节点的监控，这个定时任务是节 点失败判定的重要依据。

主观下线和客观下线：

上一小节介绍的第三个定时任务，每个Sentinel节点会每隔1秒对主节 点、从节点、其他Sentinel节点发送ping命令做心跳检测，当这些节点超过 down-after-milliseconds没有进行有效回复，Sentinel节点就会对该节点做失败 判定，这个行为叫做主观下线。从字面意思也可以很容易看出主观下线是当 前Sentinel节点的一家之言，存在误判的可能。

客观下线：

当Sentinel主观下线的节点是主节点时，该Sentinel节点会通过sentinel is- master-down-by-addr命令向其他Sentinel节点询问对主节点的判断，当超过 个数，Sentinel节点认为主节点确实有问题，这时该Sentinel节点会 做出客观下线的决定，这样客观下线的含义是比较明显了，也就是大部分 Sentinel节点都对主节点的下线做了同意的判定，那么这个判定就是客观 的。

从节点、Sentinel节点在主观下线后，没有后续的故障转移操作。

这里有必要对sentinel is-master-down-by-addr命令做一个介绍，它的使用 方法如下：

·ip：主节点IP。

·port：主节点端口。

·current_epoch：当前配置纪元。

·runid：此参数有两种类型，不同类型决定了此API作用的不同。 当runid等于“*”时，作用是Sentinel节点直接交换对主节点下线的判定。

当runid等于当前Sentinel节点的runid时，作用是当前Sentinel节点希望目 标Sentinel节点同意自己成为领导者的请求，有关Sentinel领导者选举，后面 会进行介绍。

sentinel is-master-down-by-addr 127.0.0.1 6379 0 *

返回结果包含三个参数，如下所示：

·down_state：目标Sentinel节点对于主节点的下线判断，1是下线，0是 在线。

·leader_runid：当leader_runid等于“*”时，代表返回结果是用来做主节点 是否不可达，当leader_runid等于具体的runid，代表目标节点同意runid成为 领导者。

·leader_epoch：领导者纪元。

假如Sentinel节点对于主节点已经做了客观下线，那么是不是就可以立 即进行故障转移了？当然不是，实际上故障转移的工作只需要一个Sentinel 节点来完成即可，所以Sentinel节点之间会做一个领导者选举的工作，选出 一个Sentinel节点作为领导者进行故障转移的工作。Redis使用了Raft算法实 现领导者选举，因为Raft算法相对比较抽象和复杂，以及篇幅所限，所以这 里给出一个Redis Sentinel进行领导者选举的大致思路：

1）每个在线的Sentinel节点都有资格成为领导者，当它确认主节点主观 下线时候，会向其他Sentinel节点发送sentinel is-master-down-by-addr命令， 要求将自己设置为领导者。 2）收到命令的Sentinel节点，如果没有同意过其他Sentinel节点的sentinel is-master-down-by-addr命令，将同意该请求，否则拒绝。 3）如果该Sentinel节点发现自己的票数已经大于等于max（quorum， num（sentinels）/2+1），那么它将成为领导者。 4）如果此过程没有选举出领导者，将进入下一次选举。

1）s1（sentinel-1）最先完成了客观下线，它会向s2（sentinel-2）和 s3（sentinel-3）发送sentinel is-master-down-by-addr命令，s2和s3同意选其为 领导者。

2）s1此时已经拿到2张投票，满足了大于等于max（quorum， num（sentinels）/2+1）=2的条件，所以此时s1成为领导者。

由于每个Sentinel节点只有一票，所以当s2向s1和s3索要投票时，只能获 取一票，而s3由于最后完成主观下线，当s3向s1和s2索要投票时一票都得不 到。

实际上Redis Sentinel实现会更简单一些，因为一旦有一个Sentinel节点获 得了max（quorum，num（sentinels）/2+1）的票数，其他Sentinel节点再去确 认已经没有意义了，因为每个Sentinel节点只有一票。

领导者选举出的Sentinel节点负责故障转移，具体步骤如下：

1）在从节点列表中选出一个节点作为新的主节点，选择方法如下：

a）过滤：“不健康”（主观下线、断线）、5秒内没有回复过Sentinel节 点ping响应、与主节点失联超过down-after-milliseconds*10秒。

b）选择slave-priority（从节点优先级）最高的从节点列表，如果存在则 返回，不存在则继续。

c）选择复制偏移量最大的从节点（复制的最完整），如果存在则返 回，不存在则继续。

d）选择runid最小的从节点。

2）Sentinel领导者节点会对第一步选出来的从节点执行slaveof no one命 令让其成为主节点。

3）Sentinel领导者节点会向剩余的从节点发送命令，让它们成为新主节 点的从节点，复制规则和parallel-syncs参数有关。

4）Sentinel节点集合会将原来的主节点更新为从节点，并保持着对其关 注，当其恢复后命令它去复制新的主节点。

结

本来下一节是集群，但是没有用到过集群，故而不整理了。下一节缓存设计。