Redis的哨兵(sentinel)配置和Python程序应用示例

一、Sentinel概述：
当用Redis做Master-slave的高可用方案时，假如master宕机了，Redis本身(包括它的很多客户端)都没有实现自动进行主备切换，而Redis-sentinel本身也是一个独立运行的进程，它能监控多个master-slave集群，发现master宕机后能进行自动切换。Sentinel是Redis的高可用性（HA）解决方案，由一个或多个Sentinel实例组成的Sentinel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行下线状态时，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。Redis提供的sentinel（哨兵）机制，通过sentinel模式启动redis后，自动监控master/slave的运行状态，基本原理是：心跳机制+投票裁决
l 监控（Monitoring）： Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
l 提醒（Notification）： 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时， Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
l 自动故障迁移（Automatic failover）： 当一个主服务器不能正常工作时， Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作， 它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器， 并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器； 当客户端试图连接失效的主服务器时， 集群也会向客户端返回新主服务器的地址， 使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器。
l 配置信息：哨兵提供了认证和服务发现，客户端连接到哨兵去获取当前redis 主服务器地址，如果发生故障转移，哨兵将会汇报新的服务器地址。每次进行主从切换时，sentinel配置文件自动更新
二、Sentinel支持集群
很显然，只使用单个sentinel进程来监控redis集群是不可靠的，当sentinel进程宕掉后(sentinel本身也有单点问题，single-point-of-failure)整个集群系统将无法按照预期的方式运行。所以有必要将sentinel集群，这样有几个好处：
1. 即使有一些sentinel进程宕掉了，依然可以进行redis集群的主备切换；
2. 如果只有一个sentinel进程，如果这个进程运行出错，或者是网络堵塞，那么将无法实现redis集群的主备切换（单点问题）;
3. 如果有多个sentinel，redis的客户端可以随意地连接任意一个sentinel来获得关于redis集群中的信息。
三、Sentinel版本选择
Sentinel当前最新的稳定版本称为Sentinel 2(与之前的Sentinel 1区分开来）。随着redis2.8的安装包一起发行。安装完Redis2.8后，可以在redis2.8/src/里面找到Redis-sentinel的启动程序。如果你使用的是redis2.6(sentinel版本为sentinel 1)，你最好应该使用redis2.8版本的sentinel 2，因为sentinel 1有很多的Bug，已经被官方弃用，所以强烈建议使用redis2.8以及sentinel 2。
四、Redis Sentinel的配置
redis主ip：192.168.221.160
redis从ip：192.168.221.161
Sentinel在redis主从的基础上继续配置，主从配置的方式这里不再赘述。详情请参考楼主另一篇文章：redis安装及主从配置
我这里配置了两个哨兵，分别部署在两台机器上，采用了典型的配置项，配置文件如下：
[root@DB ~]# grep -Ev '^#|^$' /etc/sentinel_26379.conf 
port 26379
daemonize yes #程序后台执行
logfile "/var/log/sentinel.log"
dir "/tmp"
sentinel monitor mymaster 192.168.221.160 6379 2 #第一次设置哨兵时此ip一定要设置为redis集群中的主ip
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 6000
sentinel config-epoch mymaster 7
sentinel parallel-syncs mymaster 1

下面简单解释下这些配置项：
sentinel monitor mymaster 192.168.221.160 6379 2 表示sentinel监控的master名字是mymaster，地址为192.168.221.160:6379。行尾最后的一个2代表什么意思呢？我们知道，网络是不可靠的，有时候一个sentinel会因为网络堵塞而误以为一个master redis已经死掉了，当sentinel集群式，解决这个问题的方法就变得很简单，只需要多个sentinel互相沟通来确认某个master是否真的死了，这个2代表，当集群中有2个sentinel认为master死了时，才能真正认为该master已经不可用了。（sentinel集群中各个sentinel也有互相通信，通过gossip协议）
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000  Sentinel会向master发送心跳PING来确认master是否存活，如果master在“一定时间范围”内不回应PONG 或者是回复了一个错误消息，那么这个sentinel会主观地(单方面地)认为这个master已经不可用了(subjectively down, 也简称为SDOWN)。而这个down-after-milliseconds就是用来指定这个“一定时间范围”的，单位是毫秒
sentinel parallel-syncs mymaster 1 在执行故障转移时，最多可以有多少个从服务器同时从新的主服务器进行同步，数字越小，完成故障转移需要的时间越长
五、运行Sentinel，状态检查
先启动redis主从程序，在启动sentinel：
redis-server /etc/sentinel_26379.conf --sentinel

Master机器查看进程：
root      84286  57342  0 Oct18 pts/2    00:00:00 redis-cli -h 192.168.221.160 -p 26379
root      84302      1  0 Oct18 ?        00:03:41 redis-server *:26379                           
redis    84328      1  0 Oct18 ?        00:03:01 /usr/sbin/redis-server 192.168.221.160:6379
root      84391  83553  0 Oct18 pts/3    00:00:00 redis-cli -h 192.168.221.160
root      86746  86651  0 09:35 pts/6    00:00:00 grep redis

Slave机器查看进程：
redis    53505      1  0 Oct18 ?        00:02:17 /usr/sbin/redis-server 192.168.221.161:6379
root      53510  52922  0 Oct18 pts/0    00:00:00 redis-cli -h 192.168.221.161
root      53542      1  0 Oct18 ?        00:02:53 redis-server *:26379                           
root      54767  54723  0 09:34 pts/1    00:00:00 grep redis

查看master状态：
[root@MidApp ~]# redis-cli -h 192.168.221.160 
192.168.221.160:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=192.168.221.161,port=6379,state=online,offset=9243499,lag=0
master_repl_offset:9243644
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:8195069
repl_backlog_histlen:1048576

查看slave状态：
[root@DB ~]# redis-cli -h 192.168.221.161 -p 6379
192.168.221.161:6379> info replication
# Replication
role:slave
master_host:192.168.221.160
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:0
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:9200304
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_repl_offset:0
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

查看sentinel状态：
[root@DB ~]# redis-cli -h 192.168.221.160 -p 26379
192.168.221.160:26379> info sentinel
# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.221.160:6379,slaves=1,sentinels=2

六、Redis-Sentinel主从切换测试
首先手动关闭主redis(192.168.221.160),查看sentinel日志，可以看到192.168.221.161已经变成了主redis，自动完成了切换：
[84302] 18 Oct 15:22:31.539 * +failover-state-wait-promotion slave 192.168.221.161:6379 192.168.221.161 6379 @ mymaster 192.168.221.160 6379
[84302] 18 Oct 15:22:32.434 # +promoted-slave slave 192.168.221.161:6379 192.168.221.161 6379 @ mymaster 192.168.221.160 6379
[84302] 18 Oct 15:22:32.434 # +failover-state-reconf-slaves master mymaster 192.168.221.160 6379
[84302] 18 Oct 15:22:32.498 # +failover-end master mymaster 192.168.221.160 6379
[84302] 18 Oct 15:22:32.499 # +switch-master mymaster 192.168.221.160 6379 192.168.221.161 6379
[84302] 18 Oct 15:22:32.500 * +slave slave 192.168.221.160:6379 192.168.221.160 6379 @ mymaster 192.168.221.161 6379
[84302] 18 Oct 15:22:37.552 # +sdown slave 192.168.221.160:6379 192.168.221.160 6379 @ mymaster 192.168.221.161 6379

把刚才关闭的redis再次启动之后检查redis主从状态：
[root@DB ~]# redis-cli -h 192.168.221.160 -p 6379
192.168.221.160:6379> info replication
# Replication
role:slave
master_host:192.168.221.161
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:0
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:9200304
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_repl_offset:0
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

[root@MidApp ~]# redis-cli -h 192.168.221.161 
192.168.221.161:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=192.168.221.160,port=6379,state=online,offset=9243499,lag=0
master_repl_offset:9243644
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:8195069
repl_backlog_histlen:1048576

检查sentinel配置文件：
[root@DB ~]# grep -Ev '^#|^$' /etc/sentinel_26379.conf 
port 26379
daemonize yes
logfile "/var/log/sentinel.log"
dir "/tmp"
sentinel monitor mymaster 192.168.221.161 6379 1
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 6000
sentinel config-epoch mymaster 7
sentinel known-slave mymaster 192.168.221.160 6379
sentinel known-sentinel mymaster 192.168.221.161 26379 74f54a23bf06b57ce1618ee48f42a09a11522bb9

可以看到配置文件监控的master机器也变成了192.168.221.161:6379。

七、Python程序访问sentinel集群
由于很好奇连入的程序是如何访问sentinel集群的，自己用python验证了一下。
Python下需要安装redis相关的lib库，我这里使用的是redis-2.10.5版本
[root@DB ~]# python 
Python 2.6.6 (r266:84292, Jan 22 2014, 09:42:36) 
[GCC 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from redis.sentinel import Sentinel #加载redis模块
>>> sentinel = Sentinel([('192.168.221.160', 26379),
...                      ('192.168.221.161', 26379)],
...                    socket_timeout=0.1) #连接哨兵服务器
>>> sentinel.discover_master('mymaster') #获取主redis服务器地址
('192.168.221.161', 6379)
>>> sentinel.discover_slaves('mymaster')#获取从redis服务区地址
[('192.168.221.160', 6379)]
>>> master = sentinel.master_for('mymaster', socket_timeout=0.1) 
>>> master.set('foo','bar') #获取主redis服务器并进行写入
True
>>> slave = sentinel.slave_for('mymaster', socket_timeout=0.1)
>>> slave.get('foo')#获取从redis服务器进行获取
'bar'
>>>

初步认为程序通过sentinel提供的端口进行访问，获取主redis进行写入操作，读的话如果不指定方式会采取轮询的方式进行读操作。

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