高可用性における Redis の実用化

Redis は、高速メモリ キャッシュと永続化機能を提供する人気のオープン ソースの非リレーショナル データベース システムであり、今日のインターネットの世界で最も広く使用されているキャッシュ コンポーネントの 1 つでもあります。インターネット アプリケーションでは、データの読み取りを高速化し、データの書き込み効率を向上させるために Redis が使用されることが多いため、高可用性アプリケーションでも Redis は重要な役割を果たします。

この記事では、Redis のマルチノード アーキテクチャ、マスター/スレーブ同期、センチネル モード、クラスター モードなど、高可用性における Redis の実際のアプリケーションを紹介します。さまざまなアーキテクチャの長所と短所、および実際のアプリケーションにおける Redis 高可用性ソリューションの選択方法を紹介します。

Redis マルチノード アーキテクチャ

高可用性アプリケーションでは、多くの場合、単一ノードでは大量のデータ ストレージと大量の同時読み取りのニー​​ズを満たすことができません。この問題を解決するには、マルチノード アーキテクチャを構築することでシステムの可用性とパフォーマンスを向上させることができます。 Redis では、マルチノード アーキテクチャの方法には、マスター/スレーブ同期、センチネル モード、クラスター モードが含まれます。

マスター/スレーブ同期

マスター/スレーブ同期は、Redis の最も基本的なマルチノード レプリケーション モードです。マスター/スレーブ同期アーキテクチャには、マスター ノードと複数のスレーブ ノードが含まれます。マスター ノードはデータのプライマリ書き込みおよび読み取りを行い、スレーブ ノードはデータのバックアップ コピーです。

マスター ノードはスレーブ ノードにデータを同期する責任があり、スレーブ ノードはマスター ノードから定期的に新しいデータを取得します。このアプローチにより、特に読み取り操作において、システムの可読性と可用性が向上します。

マスター/スレーブ同期の欠点は、マスター ノードがダウンするかネットワークに障害が発生すると、スレーブ ノードがデータ サービスを提供できなくなり、読み取りリクエストを処理する能力にも影響が出ることです。したがって、マスター/スレーブ同期は、読み取りと書き込みのバランスが比較的取れており、スレーブ ノードの数が少ないシナリオに適しています。

Sentinel モード

Sentinel モードは、マスター/スレーブ同期に基づくフェイルオーバー スキームです。センチネルモードでは、センチネルノードを追加してマスターノードとスレーブノードの状態を監視し、マスターノードがダウンした場合、スレーブノードの中から新たなマスターノードを選択してサービスを提供します。

セントリー モードでは、センチネル ノードは定期的にハートビート パケットをマスター ノードとスレーブ ノードに送信して、生存ステータスを検出します。マスター ノードがダウンしていることが判明すると、センチネル ノードはスレーブ ノードに投票を促し、新しいマスター ノードを見つけます。新しいマスター ノードが選択されると、他のスレーブ ノードはデータを新しいマスター ノードに同期します。

センチネル モードの利点は、新しいマスター ノードにすばやく切り替えることができるため、アプリケーション システムの高可用性が確保されることです。欠点は、センチネル ノードがハードウェアの単一障害点になる可能性があり、センチネル ノードがダウンするとシステム全体が正常に動作できなくなることです。

クラスター モード

クラスター モードは、フォールト トレランスとディザスター リカバリーを実現できる Redis 分散キャッシュの構造です。クラスタモードは、内蔵クラスタと外部クラスタの 2 つの方式に分かれます。

組み込みクラスターは、R​​edis ネットワークのハッシュ スロットを介して複数の Redis ノードにデータを分散し、複数のノード間でのデータ シャーディングと負荷分散を実現します。

外部クラスターは、Kafka や Zookeeper などの分散調整ツールを使用してクラスターを管理し、事前にハッシュ スロットを定義してデータをさまざまなノードに分散する必要があります。

クラスター モードの利点は、読み取りおよび書き込みのパフォーマンスを拡張し、システムのスケーラビリティと可用性を向上できることです。欠点は、より複雑な構成が必要であり、クラスター モードを実装するとシステムの管理コストが増加し、データの整合性の問題も増加することです。

Redis 高可用性ソリューションの選択

実際のアプリケーションでは、システムに最適な Redis 高可用性ソリューションをどのように選択すればよいでしょうか?以下に具体的な提案をいくつか示します。

• 読み取りと書き込みが比較的バランスが取れており、スレーブ ノードの数が多くない場合は、マスター/スレーブ同期モードを選択できます。
• システムの通常の動作に影響を与えることなく、新しいマスター ノードに迅速に切り替える必要がある場合は、センチネル モードの使用を検討できます。
• 読み取りおよび書き込みのパフォーマンスを拡張し、システムのスケーラビリティと可用性を高める必要がある場合は、クラスター モードを選択できます。

高可用性ソリューションを選択するときは、パフォーマンス、耐障害性、コストなどの要素も考慮する必要があります。当社では、パフォーマンス テスト、災害復旧テスト、コスト分析を通じてさまざまなソリューションの長所と短所を評価し、システムに最適な Redis 高可用性ソリューションを選択できます。

結論

高性能キャッシュ コンポーネントとして、Redis はインターネット アプリケーションでますます重要な役割を果たしています。高可用性アプリケーションでは、マルチノード アーキテクチャを構築すると、データの読み取りパフォーマンスと書き込み効率が向上し、システムの安定性と可用性が確保されます。さまざまな高可用性ソリューションの中から、システムのニーズとシナリオに基づいて最適なソリューションを選択できるため、システムの安定性と高可用性を確保しながら、読み取りおよび書き込みのパフォーマンスを向上させ、システム コストを削減できます。

以上が高可用性における Redis の実用化の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。