Keepalived+expect方式实现Redis主从高可用实际操作

Keepalived+expect方式实现Redis主从高可用实际操作

前言：

redis高可用有Sentinel、Cluster等多种方式，本文主要介绍keepalived方式。

keepalived常用的实现高可用方式是当检查到被监控进程或keepalived服务本身挂掉时触发切换，这种方式对于redis主从高可用会有一个问题：当主的keepalived挂掉时，此时无法触发keepalived里的notify_backup脚本，主的redis状态还是master；此时从服务器会接管vip并且redis状态由slave切换为master，这时就会有两个master，主从架构被破坏。为了解决该问题，在notify_master脚本使用expect工具，本文在主从发生切换时，切换为master的主机会触发notify_master脚本，该脚本中的expect工具会远程到对方主机执行slaveof命令，重新确定主从关系。

架构：

配置：

hostname	ip	os	redis版本	keepalived版本	备注
redis-master	172.27.9.30	CentOS7.3.1611	4.0.10	1.3.5	关闭防火墙和selinux
redis-slave	172.27.9.31	Centos7.3.1611	4.0.10	1.3.5	关闭防火墙和selinux

一、redis安装

redis安装有yum和编译两种方式，本文以编译方式安装，参考文档为官网安装文档

1.gcc安装

[root@redis-master ~]# yum -y install gcc

2.下载安装包 

[root@redis-master ~]# wget http://download.redis.io/redis-stable.tar.gz

3.解压编译

[root@redis-master ~]# tar xvzf redis-stable.tar.gz
[root@redis-master ~]# cd redis-stable
[root@redis-master redis-stable]# make
[root@redis-master redis-stable]# make install

4.修改配置文件

[root@redis-master redis-stable]# mkdir /etc/redis[root@redis-master redis-stable]# mkdir -p /var/redis/6379
[root@redis-master redis-stable]# cp redis.conf /etc/redis/6379.conf
[root@redis-master redis-stable]# cd /etc/redis/
[root@redis-master redis]# cp 6379.conf 6379.conf.bak
[root@redis-master redis]# grep -Ev '^$|#' 6379.conf.bak > 6379.conf

主要配置修改如下：

#bind 127.0.0.1
protected-mode no
daemonize yes
pidfile /var/run/redis_6379.pid
logfile /var/log/redis_6379.log
dir /var/redis/6379

5.制作启动服务

[root@redis-master redis-stable]# cp utils/redis_init_script /etc/init.d/redis_6379

6.启动服务并加入开机启动

[root@redis-master redis]# service redis_6379 start
[root@redis-master redis]# chkconfig redis_6379 on

7.RedisDesktopManager管理工具

该工具为redis图形化管理工具

软件下载：链接: https://pan.baidu.com/s/1Q9k-zyhfTWbvjbHaZvafbw 提取码: 495t

连接设置：

连接后效果

二、redis主从复制及持久化

1.从服务器设置

redis主从复制很简单，只需要在从服务器配置文件新增一条配置即可

[root@redis-slave redis]# sed -i '$a slaveof 172.27.9.30 6379' /etc/redis/6379.conf

2.主从测试

2.1主机上写入值

[root@redis-master ~]# redis-cli set test-key abc
OK

查看从机redis键值：

2.2从机写入值

[root@redis-slave redis]# redis-cli set test-key 123
(error) READONLY You can't write against a read only slave.

发现报错，处于slave状态redis无法写入。

3.持久化

redis持久化有RDB和AOF两种方式，默认持久化为RDB方式，关闭默认持久化只需要把默认配置注释就行：

#save 900 1
#save 300 10
#save 60 10000

三、keepalived安装配置

1.keepalived安装

[root@redis-master ~]# yum -y install keepalived

2.keepalived配置

[root@redis-master ~]# more /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
  router_id master      #router_id 机器标识，通常为hostname，但不一定非得是hostname。故障发生时，邮件通知会用到。
}
 
vrrp_script chk_redis {
  script "/etc/keepalived/redis-check.sh"
  interval 2    #健康检查周期
  weight 30    #优先级变化幅度
  fall 2        #尝试两次都成功才成功
  rise 2        #尝试两次都失败才失败
}
 
vrrp_instance VI_1 {            #vrrp实例定义部分
    state MASTER              #设置lvs的状态，MASTER和BACKUP两种，必须大写
    interface ens33              #设置对外服务的接口
    virtual_router_id 100        #设置虚拟路由标示，这个标示是一个数字，同一个vrrp实例使用唯一标示
    priority 100              #定义优先级，数字越大优先级越高，在一个vrrp——instance下，master的优先级必须大于backup
    advert_int 1              #设定master与backup负载均衡器之间同步检查的时间间隔，单位是秒
    authentication {          #设置验证类型和密码
        auth_type PASS        #主要有PASS和AH两种
        auth_pass 1111        #验证密码，同一个vrrp_instance下MASTER和BACKUP密码必须相同
    }
    virtual_ipaddress {        #设置虚拟ip地址，可以设置多个，每行一个
        172.27.9.100
    }
    track_script {              #执行脚本chk_redis
        chk_redis
    }
   
notify_master "/etc/keepalived/redis-master.sh" #指定当切换为master时，执行的脚本
}

相比master，slave配置有3点不同：

router_id slave
state BACKUP
priority 90

为了避免主从间的来回切换，也可以设置nopreemt参数，开启非抢占式模式；不过当redis或者keepalived发生异常时都会触发各种告警，运维人员会及时介入处理。

3.启动并设置开机启动

[root@redis-master ~]# systemctl start keepalived
[root@redis-master ~]# systemctl enable keepalived

四、expect安装

[root@redis-master ~]# yum -y install expect

expect是一个提供自动交互的工具，本文notify_master中的脚本会使用到。

五、高可用脚本

1.redis-check.sh脚本

[root@redis-master keepalived]# more redis-check.sh
#!/bin/sh
rediscli="/usr/local/bin/redis-cli"
logfile="/var/log/redis_6379.log"
result=$($rediscli ping)
echo $result
echo "-------------------redis-check-------------------" >> $logfile
date >> $logfile
if [ $result == "PONG" ]; then :
  echo "Success: the result is $result" >> $logfile 2>&1
  exit 0
else
  echo "Failed:the result is $result " >> $logfile 2>&1
  exit 1
fi

该脚本为对redis状态检查

2.redis-master.sh脚本

[root@redis-master keepalived]# more redis-master.sh
#!/bin/bash
rediscli="/usr/local/bin/redis-cli"
logfile="/var/log/redis_6379.log"
sync=`$rediscli info replication|grep master_sync_in_progress|awk -F: '{print $2}'|sed 's/\r//'`
#sync=`/usr/local/bin/redis-cli info replication|grep master_sync_in_progress|awk -F: '{print $2}'`
echo $sync
echo "-------------------change to master-------------------" >> $logfile 2>&1
date >> $logfile
if [ $sync == 0 ]; then :
    echo "the master_sync_in_progress is 0 and excute slaveof no one" >>$logfile 2>&1
    $rediscli slaveof no one
elif [ $sync == 1 ]; then :
    sleep 10
    $rediscli slaveof no one
else
    echo "the host is master,do nothing" >>$logfile 2>&1
fi
/etc/keepalived/exp.sh 172.27.9.31 monitor >>$logfile 2>&1 

该脚本为本文高可用切换的关键。

monitor为31的root密码；slave脚本的ip应改为172.27.9.30；该脚本为服务器切换为master时执行的脚本，首先会检查切换前与master的主从同步是否完成，然后利用expect工具跳到另一台服务器将其redis状态更改为slave。

3.exp.sh脚本

[root@redis-master keepalived]# more exp.sh
#!/usr/bin/expect -f
set ip [lindex $argv 0 ]
set password [lindex $argv 1 ]
set timeout 30
spawn ssh root@$ip
expect {
"*yes/no" { send "yes\r"; exp_continue}
"*password:" { send "$password\r";exp_continue }
}
expect "#*" 
send "/usr/local/bin/redis-cli slaveof 172.27.9.30 6379\r" 
send  "exit\r" 
expect eof

slave脚本中的ip为172.27.9.31；该脚本作用是跳到另一台服务执行slaveof命令。

六、测试

1.模拟redis服务异常

操作：停掉master的redis服务

预期：vip漂移，slave主机的redis状态切换为master

测试过程：

1.1停止master的redis服务

[root@redis-master keepalived]# service redis_6379 stop

1.2查看虚ip

发现vip由30漂移至31

1.3查看redis状态

[root@redis-slave keepalived]# redis-cli info replication

31的redis状态切换为master

1.4回切

启动30的redis服务

[root@redis-master keepalived]# service redis_6379 start

查看vip和redis状态

30：

31：

结论：redis服务异常时会发生切换，从机会切换为master状态对外提供服务。

2.模拟keepalived服务异常

操作：停掉master的keepalived服务

预期：vip漂移，master的redis状态切换为slave，slave的redis状态切换为master

测试过程：

2.1停止master的keepalived服务

[root@redis-master keepalived]# systemctl stop keepalived

2.2查看vip和redis状态

30：

31：

vip由30漂移至31且主从发生反转；开启keepalived服务会触发回切。

结论：keepalived服务异常时会发生切换，主从会反转。

3.模拟master宕机

操作：master关机

预期：vip漂移，slave的redis状态切换为master

测试过程：

3.1master服务器关机

[root@redis-master ~]# init 0

3.2查看vip和redis状态

vip漂移至31且状态切换为master；30开机会触发回切。

结论：master宕机时会发生切换，从机切换为master状态对外提供服务。

至此完成redis高可用测试。

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