本文純屬個人學習收納。參考翻譯自《Redis Sentinel Documentation》https://redis.io/topics/sentinel ，

前言

Redis-Sentinel 是Redis官方推薦的高可用性(HA)解決方案，當用Redis做Master-slave的高可用方案時，假如master宕機了，Redis本身(包括它的很多客戶端)都沒有實現自動進行主備切換，而Redis-sentinel本身也是一個獨立運行的進程，它能監控多個master-slave集群，發現master宕機後能進行自懂切換。

它的主要功能有以下幾點

• 不時地監控redis是否按照預期良好地運行;
• 如果發現某個redis節點運行出現狀況，能夠通知另外一個進程(例如它的客戶端);
• 能夠進行自動切換。當一個master節點不可用時，能夠選舉出master的多個slave(如果有超過一個slave的話)中的一個來作為新的master,其它的slave節點會將它所追隨的master的地址改為被提升為master的slave的新地址。

Sentinel支持集群

很顯然，只使用單個sentinel進程來監控redis集群是不可靠的，當sentinel進程宕掉後(sentinel本身也有單點問題，single-point-of-failure)整個集群系統將無法按照預期的方式運行。所以有必要將sentinel集群，這樣有幾個好處：

• 即使有一些sentinel進程宕掉了，依然可以進行redis集群的主備切換；
• 如果只有一個sentinel進程，如果這個進程運行出錯，或者是網絡堵塞，那麼將無法實現redis集群的主備切換（單點問題）;
• 如果有多個sentinel，redis的客戶端可以隨意地連接任意一個sentinel來獲得關於redis集群中的信息。

Sentinel版本

Sentinel當前最新的穩定版本稱為Sentinel 2(與之前的Sentinel 1區分開來）。隨著redis2.8的安裝包一起發行。安裝完Redis2.8後，可以在redis2.8/src/裡面找到Redis-sentinel的啟動程序。

運行Sentinel

運行sentinel有兩種方式：

• 第一種 redis-sentinel /path/to/sentinel.conf
• 第二種 redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel

以上兩種方式，都必須指定一個sentinel的配置文件sentinel.conf，如果不指定，將無法啟動sentinel。sentinel默認監聽26379端口，所以運行前必須確定該端口沒有被別的進程佔用。

Sentinel的配置

Redis源碼包中包含了一個sentinel.conf文件作為sentinel的配置文件，配置文件自帶了關於各個配置項的解釋。典型的配置項如下所示：

1. sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
2. sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000
3. sentinel failover-timeout mymaster 180000
4. sentinel parallel-syncs mymaster 1
5. sentinel monitor resque 192.168.1.3 6380 4
6. sentinel down-after-milliseconds resque 10000
7. sentinel failover-timeout resque 180000
8. sentinel parallel-syncs resque 5

上面的配置項配置了兩個名字分別為mymaster和resque的master，配置文件只需要配置master的信息就好啦，不用配置slave的信息，因為slave能夠被自動檢測到(master節點會有關於slave的消息)。需要注意的是，配置文件在sentinel運行期間是會被動態修改的，例如當發生主備切換時候，配置文件中的master會被修改為另外一個slave。這樣，之後sentinel如果重啟時，就可以根據這個配置來恢復其之前所監控的redis集群的狀態。

配置詳解：

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

代表sentinel監控的master的名字叫做mymaster,地址為127.0.0.1:6379，這個2代表，當集群中有2個sentinel認為master死了時，才能真正認為該master已經不可用了。（sentinel集群中各個sentinel也有互相通信，通過gossip協議）。

down-after-milliseconds

sentinel會向master發送心跳PING來確認master是否存活，如果master在“一定時間範圍”內不回應PONG 或者是回覆了一個錯誤消息，那麼這個sentinel會主觀地(單方面地)認為這個master已經不可用了(subjectively down, 也簡稱為SDOWN)。而這個down-after-milliseconds就是用來指定這個“一定時間範圍”的，單位是毫秒。

不過需要注意的是，這個時候sentinel並不會馬上進行failover主備切換，這個sentinel還需要參考sentinel集群中其他sentinel的意見，如果超過某個數量的sentinel也

主觀地認為該master死了，那麼這個master就會被客觀地(注意哦，這次不是主觀，是客觀，與剛才的subjectively down相對，這次是objectively down，簡稱為ODOWN)認為已經死了。需要一起做出決定的sentinel數量在上一條配置中進行配置。

parallel-syncs

在發生failover主備切換時，這個選項指定了最多可以有多少個slave同時對新的master進行同步，這個數字越小，完成failover所需的時間就越長，但是如果這個數字越大，就意味著越多的slave因為replication而不可用。可以通過將這個值設為 1 來保證每次只有一個slave處於不能處理命令請求的狀態。

failover-timeout mymaster

用在以下這些方面：

1. 同一個sentinel對同一個master兩次failover之間的間隔時間。
2. 當一個slave從一個錯誤的master那裡同步數據開始計算時間。直到slave被糾正為向正確的master那裡同步數據時。
3. 當想要取消一個正在進行的failover所需要的時間。
4. 當進行failover時，配置所有slaves指向新的master所需的最大時間。不過，即使過了這個超時，slaves依然會被正確配置為指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的規則來了。

Sentinel的“仲裁會”

當一個master被sentinel集群監控時，需要為它指定一個參數，這個參數指定了當需要判決master為不可用，並且進行failover時，所需要的sentinel數量，本文中我們暫時稱這個參數為票數。不過，當failover主備切換真正被觸發後，failover並不會馬上進行，還需要sentinel中的大多數sentinel授權後才可以進行failover。當ODOWN時，failover被觸發。failover一旦被觸發，嘗試去進行failover的sentinel會去獲得“大多數”sentinel的授權（如果票數比大多數還要大的時候，則詢問更多的sentinel) 這個區別看起來很微妙，但是很容易理解和使用。例如，集群中有5個sentinel，票數被設置為2，當2個sentinel認為一個master已經不可用了以後，將會觸發failover，但是，進行failover的那個sentinel必須先獲得至少3個sentinel的授權才可以實行failover。如果票數被設置為5，要達到ODOWN狀態，必須所有5個sentinel都主觀認為master為不可用，要進行failover，那麼得獲得所有5個sentinel的授權。

配置版本號

為什麼要先獲得大多數sentinel的認可時才能真正去執行failover呢？

當一個sentinel被授權後，它將會獲得宕掉的master的一份最新配置版本號，當failover執行結束以後，這個版本號將會被用於最新的配置。因為大多數sentinel都已經知道該版本號已經被要執行failover的sentinel拿走了，所以其他的sentinel都不能再去使用這個版本號。這意味著，每次failover都會附帶有一個獨一無二的版本號。我們將會看到這樣做的重要性。而且，sentinel集群都遵守一個規則：如果sentinel A推薦sentinel B去執行failover，A會等待一段時間後，自行再次去對同一個master執行failover，這個等待的時間是通過failover-timeout配置項去配置的。從這個規則可以看出，sentinel集群中的sentinel不會再同一時刻併發去failover同一個master，第一個進行failover的sentinel如果失敗了，另外一個將會在一定時間內進行重新進行failover，以此類推。

redis sentinel保證了活躍性：如果大多數sentinel能夠互相通信，最終將會有一個被授權去進行failover.

redis sentinel也保證了安全性：每個試圖去failover同一個master的sentinel都會得到一個獨一無二的版本號。

配置傳播

一旦一個sentinel成功地對一個master進行了failover，它將會把關於master的最新配置通過廣播形式通知其它sentinel，其它的sentinel則更新對應master的配置。一個faiover要想被成功實行，sentinel必須能夠向選為master的slave發送SLAVE OF NO ONE命令，然後能夠通過INFO命令看到新master的配置信息。當將一個slave選舉為master併發送SLAVE OF NO ONE`後，即使其它的slave還沒針對新master重新配置自己，failover也被認為是成功了的，然後所有sentinels將會發布新的配置信息。新配在集群中相互傳播的方式，就是為什麼我們需要當一個sentinel進行failover時必須被授權一個版本號的原因。每個sentinel使用##發佈/訂閱##的方式持續地傳播master的配置版本信息，配置傳播的##發佈/訂閱##管道是：__sentinel__:hello。因為每一個配置都有一個版本號，所以以版本號最大的那個為標準。

假設有一個名為mymaster的地址為192.168.1.50:6379。一開始，集群中所有的sentinel都知道這個地址，於是為mymaster的配置打上版本號1。一段時候後mymaster死了，有一個sentinel被授權用版本號2對其進行failover。如果failover成功了，假設地址改為了192.168.1.50:9000，此時配置的版本號為2，進行failover的sentinel會將新配置廣播給其他的sentinel，由於其他sentinel維護的版本號為1，發現新配置的版本號為2時，版本號變大了，說明配置更新了，於是就會採用最新的版本號為2的配置。這意味著sentinel集群保證了第二種活躍性：一個能夠互相通信的sentinel集群最終會採用版本號最高且相同的配置。

SDOWN和ODOWN的更多細節

sentinel對於不可用有兩種不同的看法，一個叫主觀不可用(SDOWN),另外一個叫客觀不可用(ODOWN)。SDOWN是sentinel自己主觀上檢測到的關於master的狀態，ODOWN需要一定數量的sentinel達成一致意見才能認為一個master客觀上已經宕掉，各個sentinel之間通過命令SENTINEL is_master_down_by_addr來獲得其它sentinel對master的檢測結果。

從sentinel的角度來看，如果發送了PING心跳後，在一定時間內沒有收到合法的回覆，就達到了SDOWN的條件。這個時間在配置中通過is-master-down-after-milliseconds參數配置。

當sentinel發送PING後，以下回復之一都被認為是合法的：

• PING replied with +PONG.
• PING replied with -LOADING error.
• PING replied with -MASTERDOWN error.

其它任何回覆（或者根本沒有回覆）都是不合法的。

從SDOWN切換到ODOWN不需要任何一致性算法，只需要一個gossip協議：如果一個sentinel收到了足夠多的sentinel發來消息告訴它某個master已經down掉了，SDOWN狀態就會變成ODOWN狀態。如果之後master可用了，這個狀態就會相應地被清理掉。正如之前已經解釋過了，真正進行failover需要一個授權的過程，但是所有的failover都開始於一個ODOWN狀態。ODOWN狀態只適用於master，對於不是master的redis節點sentinel之間不需要任何協商，slaves和sentinel不會有ODOWN狀態。

Sentinel之間和Slaves之間的自動發現機制

雖然sentinel集群中各個sentinel都互相連接彼此來檢查對方的可用性以及互相發送消息。但是你不用在任何一個sentinel配置任何其它的sentinel的節點。因為sentinel利用了master的發佈/訂閱機制去自動發現其它也監控了統一master的sentinel節點。通過向名為__sentinel__:hello的管道中發送消息來實現。同樣，你也不需要在sentinel中配置某個master的所有slave的地址，sentinel會通過詢問master來得到這些slave的地址的。每個sentinel通過向每個master和slave的發佈/訂閱頻道__sentinel__:hello每秒發送一次消息，來宣佈它的存在。每個sentinel也訂閱了每個master和slave的頻道__sentinel__:hello的內容，來發現未知的sentinel，當檢測到了新的sentinel，則將其加入到自身維護的master監控列表中。每個sentinel發送的消息中也包含了其當前維護的最新的master配置。如果某個sentinel發現自己的配置版本低於接收到的配置版本，則會用新的配置更新自己的master配置。在為一個master添加一個新的sentinel前，sentinel總是檢查是否已經有sentinel與新的sentinel的進程號或者是地址是一樣的。如果是那樣，這個sentinel將會被刪除，而把新的sentinel添加上去。

網絡隔離時的一致性

redis sentinel集群的配置的一致性模型為最終一致性，集群中每個sentinel最終都會採用最高版本的配置。然而，在實際的應用環境中，有三個不同的角色會與sentinel打交道：

• Redis實例.
• Sentinel實例.
• 客戶端.

為了考察整個系統的行為我們必須同時考慮到這三個角色。

下面有個簡單的例子，有三個主機，每個主機分別運行一個redis和一個sentinel:

在這個系統中，初始狀態下redis3是master, redis1和redis2是slave。之後redis3所在的主機網絡不可用了，sentinel1和sentinel2啟動了failover並把redis1選舉為master。

Sentinel集群的特性保證了sentinel1和sentinel2得到了關於master的最新配置。但是sentinel3依然持著的是就的配置，因為它與外界隔離了。

當網絡恢復以後，我們知道sentinel3將會更新它的配置。但是，如果客戶端所連接的master被網絡隔離，會發生什麼呢？

客戶端將依然可以向redis3寫數據，但是當網絡恢復後，redis3就會變成redis的一個slave，那麼，在網絡隔離期間，客戶端向redis3寫的數據將會丟失。

也許你不會希望這個場景發生：

• 如果你把redis當做緩存來使用，那麼你也許能容忍這部分數據的丟失。
• 但如果你把redis當做一個存儲系統來使用，你也許就無法容忍這部分數據的丟失了。

因為redis採用的是異步複製，在這樣的場景下，沒有辦法避免數據的丟失。然而，你可以通過以下配置來配置redis3和redis1，使得數據不會丟失。

min-slaves-to-write 1

min-slaves-max-lag 10

通過上面的配置，當一個redis是master時，如果它不能向至少一個slave寫數據(上面的min-slaves-to-write指定了slave的數量)，它將會拒絕接受客戶端的寫請求。由於複製是異步的，master無法向slave寫數據意味著slave要麼斷開連接了，要麼不在指定時間內向master發送同步數據的請求了(上面的min-slaves-max-lag指定了這個時間)。

Sentinel狀態持久化

snetinel的狀態會被持久化地寫入sentinel的配置文件中。每次當收到一個新的配置時，或者新創建一個配置時，配置會被持久化到硬盤中，並帶上配置的版本戳。這意味著，可以安全的停止和重啟sentinel進程。

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