Redis+Keepalived高可用方案详细分析
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2023-07-25 18:24:13 111浏览
上一篇简单的了解了一下redis官方自带的HA方案sentinel，试用发现还是不错的，但是由于还没有合并进稳定分支中，所以在生产环境也不敢使用，还有一个就是需求还暂时不能完全满足，所以就尝试一下redis+keepalived方案，毕竟keepalived现在还是很稳定的，而且资料也充足。
实验环境
ubuntu12.04 10.20.112.26 默认的master
10.20.112.27 默认的slave
VIP 10.20.112.29
redis-server 2.6.16
keepalived默认只能做到对网络故障和keepalived本身的监控，即当出现网络故障或者keepalived本身出现问题时，进行切换。但我们更关注的是机器上运行的业务，如果业务出问题了VIP没有变化，整体来说还是失败的。这时候就需要根据业务进程的运行状态决定是否需要进行主备切换。还好keepalived提供了这样一个自定义脚本监控功能，不过该参数设置在官方默认的文档中并没有出现。
其实文档中有两个我们常用的参数都没有提到：
1 vrrp_script && track_script
vrrp_script代码块是用来定义监控脚本，脚本执行时间间隔以及脚本的执行结果导致优先级变更幅度的。
1
vrrp_script chk_redis {
2
script "/etc/keepalived/scripts/redis_check.sh" #指定执行脚本的路径
3
interval 1 #指定脚本的执行时间间隔
4
weight 10 #脚本结果导致的优先级变更：10表示优先级+10；-10则表示优先级-10
5
}
定义好vrrp_script代码块之后，就可以在instance中使用了
1
track_script {
2
chk_redis
3
}
注意：VRRP脚本(vrrp_script)和VRRP实例(vrrp_instance)属于同一个级别
2 notify_stop
keepalived停止运行前运行notify_stop指定的脚本。
配合官方文档提到的以下三个参数一起使用，功能更强大：
notify_master keepalived切换到master时执行的脚本
notify_backup keepalived切换到backup时执行的脚本
notify_fault keepalived出现故障时执行的脚本
3 还有个问题需要注意
当master down了，backup接管了，master再次起来，不能再成为master。否则master恢复了再接管的话，会造成业务来回切换，这时候就需要nopreempt参数了。
nopreempt：设置不抢占，这里只能设置在state为backup的节点上，而且这个节点的优先级必须别另外的高。
先来看看方案的整体思路：
通过keepalived的自定义脚本功能监控本机的redis服务状态，当监控脚本检测到redis服务出现异常时，则改变本机keepalived的优先级，同时这会导致master/backup角色的变化，而keepalived在角色变化时也会触发一些机制执行相关脚本，这就为我们改变redis的master/slave状态提供了机会，这样做的目的是为了是redis的master/slave直接的数据保持一致。
在keepalived+redis的使用过程中有四种情况：
1 一种是keepalived挂了，同时redis也挂了，这样的话直接VIP飘走之后，是不需要进行redis数据同步的，因为redis挂了，你也无法去master上同步，不过会损失已经写在master上却还没同步到slave上面的这部分数据。
2 另一种是keepalived挂了，redis没挂，这时候VIP飘走后，redis的master/slave还是老的对应关系，如果不变化的话会把数据写入redis slave中，从而不会同步到master上去，这就要借助监控脚本反转redis的master/slave关系。这时候就要预留一点时间进行数据同步，然后反转master/slave。
3 还有一种是keepalived没挂，redis挂了，这时候根据监控脚本会检测到redis挂了，并且降低keepalived master的优先级，同样会导致VIP飘走，情况和第二种一样，也是需要进行数据同步，然后反转当前redis的master/slave关系的。
4 随后一种是keepalived没挂，redis也没挂，大吉大利啊，什么都不用操作。
本文的实验环境四种情况都适合，第一种是不需要同步数据的，脚本会默认去同步数据，但是其实是不会成功的。脚本主要是用来处理第二和第三种情况的。
配置10.20.112.26
1 安装keepalived
1
apt-get install keepalived
2 安装redis
redis是采用源码编译安装的，ubuntu12.04默认自带版本没有这么高，安装过程参照以前文档。
3 配置keepalived
01
global_defs {
02
lvs_id LVS_redis
03
}
04
vrrp_script chk_redis {
05
script "/etc/keepalived/scripts/redis_check.sh"
06
weight -20
07
interval 2
08
}
09
10
vrrp_instance VI_1 {
11
state backup
12
interface eth0
13
virtual_router_id 51
14
nopreempt
15
priority 200
16
advert_int 5
17
track_script {
18
chk_redis
19
}
20
virtual_ipaddress {
21
10.20.112.29
22
}
23
notify_master /etc/keepalived/scripts/redis_master.sh
24
notify_backup /etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh
25
notify_fault /etc/keepalived/scripts/redis_fault.sh
26
notify_stop /etc/keepalived/scripts/redis_stop.sh
27
}
4 配置redis，/etc/redis/redis.com
最简单的配置就是把默认配置文件中的bind 127.0.0.1修改为0.0.0.0即可。
5 建立redis状态切换脚本
在/etc/keepalived目录下建立log和scripts目录。
在script下有五个脚本，一个是检测redis状态的redis_check.sh脚本，其余四个是keepalived状态变化时执行的脚本。keepalived有master/backup/stop/fault四种状态，因为我们主要是关注系统上的业务，所以在在keepalived进入fault/stop状态后，也认为是进入了backup状态，需要对redis的master/slave关系进行反转，否则即使VIP漂移过去，但是redis的主从关系还没有改变，会导致数据不一致，所以最终四个脚本只有两种内容。
5.1 redis服务状态检测脚本redis_check.sh(27上面内容和它一样)
01
#!/bin/bash
02
###/etc/keepalived/scripts/redis_check.sh
03
ALIVE=`/usr/bin/redis-cli PING`
04
if [ "$ALIVE" == "PONG" ]; then
05
echo $ALIVE
06
exit 0
07
else
08
echo $ALIVE
09
exit 1
10
fi
5.2 keepalived进入master状态时的检测脚本redis_master.sh
01
#!/bin/bash
02
###/etc/keepalived/scripts/redis_master.sh
03
REDISCLI="redis-cli"
04
LOGFILE="/etc/keepalived/log/redis-state.log"
05
pid=$$
06
07
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver]" >> $LOGFILE
08
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] Run 'SLAVEOF 10.20.112.27 6379'" >> $LOGFILE
09
$REDISCLI SLAVEOF 10.20.112.27 6379 >> $LOGFILE 2>&1
10
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] wait 10 sec for data sync from old master" >> $LOGFILE
11
sleep 10
12
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] data rsync from old mater ok..." >> $LOGFILE
13
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] Run slaveof no one,close master/slave" >> $LOGFILE
14
$REDISCLI SLAVEOF NO ONE >> $LOGFILE 2>&1
15
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] wait other slave connect...." >> $LOGFILE
5.3 keepalived进入backup/stop/fault时的检测脚本，由于内容都一致，所以只写出redis_backup.sh
01
#!/bin/bash
02
###/etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh
03
REDISCLI="redis-cli"
04
LOGFILE="/etc/keepalived/log/redis-state.log"
05
pid=$$
06
07
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master]" >> $LOGFILE
08
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] Being slave state..." >> $LOGFILE 2>&1
09
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] wait 10 sec for data sync from old master" >> $LOGFILE
10
sleep 10
11
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] data rsync from old mater ok..." >> $LOGFILE
12
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] Run 'SLAVEOF 10.20.112.27 6379'" >> $LOGFILE
13
$REDISCLI SLAVEOF 10.20.112.27 6379 >> $LOGFILE 2>&1
14
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] slave connect to 10.20.112.27 ok..." >> $LOGFILE
配置10.20.112.27
1 安装keepalived
2 安装redis
3 配置redis，/etc/redis/redis.com
前面三步骤均一样
4 配置keepalived
01
global_defs {
02
lvs_id LVS_redis
03
}
04
05
vrrp_script chk_redis {
06
script "/etc/keepalived/scripts/redis_check.sh"
07
weight -20
08
interval 2
09
}
10
vrrp_instance VI_1 {
11
state backup
12
interface eth0
13
virtual_router_id 51
14
priority 190
15
advert_int 5
16
track_script {
17
chk_redis
18
}
19
virtual_ipaddress {
20
10.20.112.29
21
}
22
notify_master /etc/keepalived/scripts/redis_master.sh
23
notify_backup /etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh
24
notify_fault /etc/keepalived/scripts/redis_fault.sh
25
notify_stop /etc/keepalived/scripts/redis_stop.sh
26
}
5 建立redis状态切换脚本
在/etc/keepalived目录下建立log和scripts目录
5.1 redis服务状态检测脚本redis_check.sh(26上面内容和它一样)
5.2 keepalived进入master状态时的检测脚本redis_master.sh
01
#!/bin/bash
02
###/etc/keepalived/scripts/redis_master.sh
03
REDISCLI="/usr/bin/redis-cli"
04
LOGFILE="/etc/keepalived/log/redis-state.log"
05
pid=$$
06
07
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[backup]" >> $LOGFILE
08
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[backup] Run 'SLAVEOF 10.20.112.26 6379'" >> $LOGFILE
09
$REDISCLI SLAVEOF 10.20.112.26 6379 >> $LOGFILE 2>&1
10
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[backup] wait 10 sec for data sync from old master" >> $LOGFILE
11
sleep 10
12
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] data rsync from old mater ok..." >> $LOGFILE
13
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] Run slaveof no one,close master/slave" >> $LOGFILE
14
$REDISCLI SLAVEOF NO ONE >> $LOGFILE 2>&1
15
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] wait other slave connect...." >> $LOGFILE
5.3 keepalived进入backup/stop/fault时的检测脚本，由于内容都一致，所以只写出redis_backup.sh
01
#!/bin/bash
02
###/etc/keepalived/scripts/redis_backup.sh
03
REDISCLI="/usr/bin/redis-cli"
04
LOGFILE="/etc/keepalived/log/redis-state.log"
05
pid=$$
06
07
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] Being slave state..." >> $LOGFILE 2>&1
08
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] wait 15 sec for data sync from old master" >> $LOGFILE
09
sleep 15
10
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[master] data rsync from old mater ok..." >> $LOGFILE
11
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] Run 'SLAVEOF 10.20.112.26 6379'" >> $LOGFILE
12
$REDISCLI SLAVEOF 10.20.112.26 6379 >> $LOGFILE 2>&1
13
echo "`date +'%Y-%m-%d:%H:%M:%S'`|$pid|state:[slaver] slave connect to 10.20.112.26 ok..." >> $LOGFILE
下面开始试验
虽然配置文件中都是backup，但是我们是想让26这台做master的)默认设置在同一台机器上，由于在keepalived的master上面设置了nopreempt参数，所以在启动keepalived服务的时候，一定要先启动redis master的那台，因为在设置了nopreempt了，keepalived在启动后都是先进入backup状态，而脚本又设置了进入backup状态后，会连接新的对方进行数据同步，所以，在启动keepalived之前还有一个条件就是redis的master和slave中的数据必须一致。这样先启动redis的master那台的keepalived，虽然redis master会连接到redis slave同步数据，但是两边数据在刚开始的时候是一致的，并不会产生什么问题。
1 先启动26和27上的redis服务，配置27从26上面同步数据，同步完毕后，取消27的同步机制。
这个就是在27的redis上面执行slaveof 10.20.112.26 6379，等待数据同步完毕后再执行slaveos on one，让26和27的redis都保持master状态
2 接着启动26的keepalived，不要启动27的keepalived，在26和27上面各开启三个终端，观察自定义日志和系统日志状态
26的syslog
红框 19秒keepalived启动后，由于设置了不抢占，且起始状态都是backup，所以启动后keepalived先进入backup状态，进入bankup状态后，成功的执行了redis_backup.sh脚本
绿框 34秒的时候，keepalived开始向master状态转变，注意：这个时间很重要，为什么是34秒呢？默认是3秒后就开始向master状态转变，由于我们设置了advert_int 5，默认检测三次，所以15秒之后才向master转变，为什么设置间隔这么长时间呢？是为了让redis_backup.sh脚本有充足的时间执行完毕。39秒的时候成功的转变为master状态，这时候会执行redis_master.sh脚本。
26的redis-state.log
过程解释：
红框redis连接到27上面(27这时候充当master)，开始进行正常的master/slave机制同步数据，也就是红框中21秒的时候。到此为止，redis_backup.sh执行完毕。
绿框
3 待26的各项进程都ok后，我们开始启动27上面的keepalived服务
27的syslog
红框
27的redis-state.log
红框
下面要模拟故障3：
1 kill掉26的redis进程，保持keepalived进程。(模拟3)
26的syslog
红框
26的redis-state.log
红框
27的syslog
绿框
27的redis-state.log
绿框
下面要模拟故障2：
2 kill掉26的keepalived进程，保持redis进程。(模拟2)
26的syslog
红框
绿框
26的redis-state.log
红框
绿框
26的redis info
可以看到master/slave的转变过程
27的syslog
红框
绿框
27的redis-state.log
红框
绿框
27的redis info
可以看到redis的master/slave变化过程
以上就是我所能想到的keepalived+redis HA方案中需要注意的地方。
这种场景测试怎么解决：备份的redis节点突然挂掉了，然后在keepalived还未检测到时又恢复了，此时未设置slave of，该如何设置了？ lz 根据你的文章我配置出来后发现，始终keepalived漂移不了，后来在redis_ckeck.sh中的
|
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