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Redis 三大架构模式详解：主从复制、哨兵、Cluster 搭建全指南

news 2025/9/20 14:54:40

一、引言

Redis 作为高性能的内存数据库，被广泛应用于缓存、消息队列、排行榜等场景。为了提升其可用性与扩展性，Redis 提供了三种核心架构模式：

  1. 主从复制（Master-Slave Replication）

  2. 哨兵模式（Sentinel）

  3. 集群模式（Cluster）

本文将详细介绍这三种模式的原理、优缺点及搭建方法，帮助你根据业务场景选择合适的架构。

二、主从复制：高可用的基石

✅ 原理简述

主从复制是 Redis 最基本的高可用方案。主节点负责写操作，从节点复制主节点的数据，提供读服务。

✅ 主要作用

  • 数据冗余与备份

  • 读写分离，提升读并发能力

  • 故障恢复（手动）

✅ 复制流程

  1. 从节点发送 SYNC 命令请求同步

  2. 主节点执行 BGSAVE 生成 RDB 文件并发送给从节点

  3. 从节点加载 RDB 文件并完成初始化

  4. 主节点持续将写命令同步给从节点

✅ 搭建步骤（CentOS 示例）

   设置主机名，从机名

    Master节点： 192.168.10.150
Slave1节点： 192.168.10.100
Slave2节点： 192.168.10.80

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0

安装redix

yum install -y gcc gcc-c++ make
wget -p /opt http://download.redis.io/releases/redis-5.0.7.tar.gz
tar zxvf redis-5.0.7.tar.gz -C /opt/
cd /opt/redis-5.0.7/
make PREFIX=/usr/local/redis installcd /opt/redis-5.0.7/utils
./install_server.sh
......
Please select the redis executable path [/usr/local/bin/redis-server] /usr/local/redis/bin/redis-server  	ln -s /usr/local/redis/bin/* /usr/local/bin/

修改主节点（master）配置文件

cp /etc/redis/6379.conf /etc/redis/6379.conf.bak
vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0						#70行，修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes						#137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log		#172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379				#264行，指定工作目录
appendonly yes						#700行，开启AOF持久化功能/etc/init.d/redis_6379 restart

修改从节点（slave）配置文件

vim /etc/redis/6379.conf
bind 0.0.0.0						#70行，修改监听地址为0.0.0.0
daemonize yes						#137行，开启守护进程
logfile /var/log/redis_6379.log		#172行，指定日志文件目录
dir /var/lib/redis/6379				#264行，指定工作目录		
replicaof 192.168.10.150 6379       #288行，指定要同步的Master节点IP和端口
appendonly yes						#700行，开启AOF持久化功能/etc/init.d/redis_6379 restart

验证主从效果

1.看日志

tail -f /var/log/redis_6379.log 
Replica 192.168.10.100:6379 asks for synchronization
Replica 192.168.10.80:6379 asks for synchronization

2.在master节点上验证

redis-cli info replication# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.10.18,port=6379,state=online,offset=1246,lag=0
slave1:ip=192.168.10.19,port=6379,state=online,offset=1246,lag=1

3.在主机上输入看从机上是否有反应

三、哨兵模式：自动故障转移

✅ 原理简述

哨兵模式在主从复制的基础上，引入了自动故障转移机制。当主节点宕机，哨兵会自动选举新的主节点。

✅ 核心功能

  • 监控主从节点状态

  • 自动故障转移

  • 通知客户端新的主节点地址

✅ 故障转移流程

  1. 哨兵发现主节点主观下线（SDOWN）

  2. 多数哨兵确认客观下线（ODOWN）

  3. 选举 leader 哨兵

  4. 提升一个从节点为新主节点

  5. 通知其他从节点和客户端

✅ 配置示例（sentinel.conf）

Master节点：192.168.10.150
Slave1节点：192.168.10.100
Slave2节点：192.168.10.80

关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0

修改 Redis 哨兵模式的配置文件（所有节点操作）

vim /opt/redis-5.0.7/sentinel.conf
protected-mode no								#17行，关闭保护模式
port 26379										#21行，Redis哨兵默认的监听端口
daemonize yes									#26行，指定sentinel为后台启动
logfile "/var/log/sentinel.log"					#36行，指定日志存放路径
dir "/var/lib/redis/6379"						#65行，指定数据库存放路径
sentinel monitor mymaster 192.168.10.150 6379 2	#84行，修改 指定该哨兵节点监控192.168.10.150:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最后的2的含义与主节点的故障判定有关：至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000	#113行，判定服务器down掉的时间周期，默认30000毫秒（30秒）
sentinel failover-timeout mymaster 180000		#146行，故障节点的最大超时时间为180000（180秒）

启动哨兵

先启master，再启slave
先启master，再启slave
先启master，再启slave

cd /opt/redis-5.0.7/
redis-sentinel sentinel.conf &

查看哨兵信息

redis-cli -p 26379 info Sentinel# Sentinelsentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.20.23:6379,slaves=2,sentinels=3

故障模拟

#查看redis-server进程号：
ps -ef | grep redis
root      57031      1  0 15:20 ?        00:00:07 /usr/local/bin/redis-server 0.0.0.0:6379
root      57742      1  1 16:05 ?        00:00:07 redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root      57883  57462  0 16:17 pts/1    00:00:00 grep --color=auto redis#杀死 Master 节点上redis-server的进程号
kill -9 57031			#Master节点上redis-server的进程号#验证结果
tail -f /var/log/sentinel.log
23062:X 18 Sep 2025 22:36:04.175 # +monitor master mymaster 192.168.10.150 6379 quorum 2
23062:X 18 Sep 2025 22:36:04.176 * +slave slave 192.168.10.100:6379 192.168.10.100 6379 @ mymaster 192.168.10.150 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:36:04.178 * +slave slave 192.168.10.80:6379 192.168.10.80 6379 @ mymaster 192.168.10.150 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:36:11.142 * +sentinel sentinel 2d97f3ac6e2ca4a7ecdf456264324b519edae80e 192.168.10.100 26379 @ mymaster 192.168.10.150 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:36:13.326 * +sentinel sentinel 0fef2cc38d8db8ccefad0466290bcd1057e16aa9 192.168.10.80 26379 @ mymaster 192.168.10.150 6379
23066:X 18 Sep 2025 22:36:19.027 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
23066:X 18 Sep 2025 22:36:19.027 # Redis version=5.0.7, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=23066, just started
23066:X 18 Sep 2025 22:36:19.027 # Configuration loaded
23067:X 18 Sep 2025 22:36:19.028 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 1024).
23067:X 18 Sep 2025 22:36:19.028 # Could not create server TCP listening socket *:26379: bind: Address already in use
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.104 # +sdown master mymaster 192.168.10.150 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.178 # +new-epoch 1
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.179 # +vote-for-leader 0fef2cc38d8db8ccefad0466290bcd1057e16aa9 1
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.560 # +config-update-from sentinel 0fef2cc38d8db8ccefad0466290bcd1057e16aa9 192.168.10.80 26379 @ mymaster 192.168.10.150 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.560 # +switch-master mymaster 192.168.10.150 6379 192.168.10.80 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.561 * +slave slave 192.168.10.100:6379 192.168.10.100 6379 @ mymaster 192.168.10.80 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:37:50.561 * +slave slave 192.168.10.150:6379 192.168.10.150 6379 @ mymaster 192.168.10.80 6379
23062:X 18 Sep 2025 22:38:20.584 # +sdown slave 192.168.10.150:6379 192.168.10.150 6379 @ mymaster 192.168.10.80 6379

查看是否被更换

redis-cli -p 26379 INFO Sentinel# Sentinel
sentinel_masters:1
sentinel_tilt:0
sentinel_running_scripts:0
sentinel_scripts_queue_length:0
sentinel_simulate_failure_flags:0
master0:name=mymaster,status=ok,address=192.168.10.100:6379,slaves=2,sentinels=3

四、Redis Cluster：真正的分布式方案

✅ 原理简述

Redis Cluster 是 Redis 官方提供的分布式解决方案，支持：

  • 数据分片（16384 个哈希槽）

  • 主从复制

  • 自动故障转移

✅ 数据分片机制

  • 每个 key 通过 CRC16 对 16384 取模，决定属于哪个槽

  • 每个节点负责一部分槽

  • 支持动态扩容、缩容

✅ 搭建步骤（单机模拟 6 节点）

节点规划：

  • 主节点：6001、6002、6003

  • 从节点：6004、6005、6006

配置要点（redis.conf）：

搭建Redis 群集模式 ----------------------------------------
redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这里所有节点在同一台服务器上模拟：
以端口号进行区分：3个主节点端口号：6001/6002/6003，对应的从节点端口号：6004/6005/6006。

cd /etc/redis/
mkdir -p redis-cluster/redis600{1..6}for i in {1..6}
do
cp /opt/redis-5.0.7/redis.conf /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
cp /opt/redis-5.0.7/src/redis-cli /opt/redis-5.0.7/src/redis-server /etc/redis/redis-cluster/redis600$i
done

开启群集功能：
其他5个文件夹的配置文件以此类推修改，注意6个端口都要不一样。

cd /etc/redis/redis-cluster/redis6001
vim redis.conf
#bind 127.0.0.1							#69行，注释掉bind 项，默认监听所有网卡
protected-mode no						#88行，修改，关闭保护模式
port 6001								#92行，修改，redis监听端口，每个都要改
daemonize yes							#136行，开启守护进程，以独立进程启动
cluster-enabled yes						#832行，取消注释，开启群集功能
cluster-config-file nodes-6001.conf		#840行，取消注释，群集名称文件设置，每个都要改
cluster-node-timeout 15000				#846行，取消注释群集超时时间设置
appendonly yes							#700行，修改，开启AOF持久化

启动redis节点
分别进入那六个文件夹，执行命令：redis-server redis.conf ，来启动redis节点

for d in {1..6}
do
cd /etc/redis/redis-cluster/redis600$d
redis-server redis.conf
doneps -ef | grep redis

启动集群

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6001 127.0.0.1:6002 127.0.0.1:6003 127.0.0.1:6004 127.0.0.1:6005 127.0.0.1:6006 --cluster-replicas 1

测试集群

redis-cli -p 6001 -c					#加-c参数，节点之间就可以互相跳转
127.0.0.1:6001> cluster slots			#查看节点的哈希槽编号范围
1) 1) (integer) 54612) (integer) 10922									#哈希槽编号范围3) 1) "127.0.0.1"2) (integer) 6003									#主节点IP和端口号3) "fdca661922216dd69a63a7c9d3c4540cd6baef44"4) 1) "127.0.0.1"2) (integer) 6004									#从节点IP和端口号3) "a2c0c32aff0f38980accd2b63d6d952812e44740"
2) 1) (integer) 02) (integer) 54603) 1) "127.0.0.1"2) (integer) 60013) "0e5873747a2e26bdc935bc76c2bafb19d0a54b11"4) 1) "127.0.0.1"2) (integer) 60063) "8842ef5584a85005e135fd0ee59e5a0d67b0cf8e"
3) 1) (integer) 109232) (integer) 163833) 1) "127.0.0.1"2) (integer) 60023) "816ddaa3d1469540b2ffbcaaf9aa867646846b30"4) 1) "127.0.0.1"2) (integer) 60053) "f847077bfe6722466e96178ae8cbb09dc8b4d5eb"

测试

127.0.0.1:6001> set name zhangsan
-> Redirected to slot [5798] located at 127.0.0.1:6003
OK127.0.0.1:6001> cluster keyslot name					#查看name键的槽编号redis-cli -p 6004 -c
127.0.0.1:6004> keys *							#对应的slave节点也有这条数据，但是别的节点没有
1) "name"

看是否从1转到2

五、三种模式对比总结

表格

复制

特性/模式主从复制哨兵模式Cluster 集群
数据备份✅✅✅
读写分离✅✅✅
自动故障转移❌✅✅
写操作负载均衡❌❌✅
数据分片❌❌✅
单机内存限制❌❌✅

六、结语

  • 小型项目：主从复制足够

  • 中型项目：哨兵模式提供自动故障转移

  • 大型项目：Cluster 模式支持水平扩展与高可用

选择合适的架构，才能让 Redis 在你的系统中发挥最大价值。

http://www.dtcms.com/a/391883.html

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