キャッシュデータベースとしてのRedisのクラスタリングとフェイルオーバー処理

インターネットとビッグデータの急速な発展に伴い、データ量とアクセス量は飛躍的に増加しました。大量のデータ要求を効率的に処理する方法は、企業にとって解決すべき緊急の問題となっています。キャッシュ技術は、データアクセス効率と応答速度をある程度向上させることができるソリューションとして広く使用されています。 Redis は、優れたパフォーマンスを備えたインメモリ データベースとして、多くの企業にとってキャッシュ ソリューションとして選ばれています。ただし、Redis 自体の単一障害点の問題により、クラスタリングとフェイルオーバー処理が特に重要になります。この記事では、Redis クラスターとフェイルオーバーの 2 つの側面から、Redis がキャッシュ データベースとしてどのように使用されるかについて説明します。

1. Redis クラスターの概要

Redis クラスターは、拡張性、高可用性の分散型 Redis デプロイメント方法です。データシャードを複数のノードに保存し、ノード間のデータ同期と負荷分散を通じて、Redis のパフォーマンスと可用性を向上させます。 Redis クラスターは、ビジネス ニーズに合わせてノードを追加および削除することで拡張および縮小できます。

Redis クラスターは、ハッシュ スロットを通じてデータを分散します。ハッシュ スロットの数は固定されており、各ハッシュ スロットにはキーと値のペアを保存できます。キーに対してハッシュ計算を実行することにより、Redis は対応するハッシュ スロットにデータを保存します。

Redis クラスターは自動的にハッシュ リングを生成します。リング上の各ノードは Redis インスタンスです。ハッシュ スロットをハッシュ シャーディングのマークとして使用し、ノード間の状態同期にゴシップ プロトコルを使用します。および障害検出。 Redis インスタンスがダウンすると、クラスターは自動的にフェイルオーバーを実行し、元のマスター ノードのハッシュ スロット データを引き継ぐ新しいマスター ノードを選択します。

2. Redis フェイルオーバー処理

Redis フェイルオーバーとは、Redis クラスターでマスター ノードに障害が発生した場合に、元のマスター ノードのデータを引き継ぐ新しいマスター ノードを自動的に選択する方法を指します。システムの可用性とデータの一貫性を確保します。 Redis クラスターで使用されるフェイルオーバー方式は自動フェイルオーバー (AOF) です。

Redis AOF フェイルオーバーの原理は、各ノードが自身のステータスに投票し、投票結果を判断して新しいマスター ノードを選択することです。ノードは、プライマリ ノードが長期間切断されていることを検出すると、フェイルオーバー選択プロセスを開始します。選挙に参加する各ノードは自分自身に投票し、特定のアルゴリズム (Raft アルゴリズム、Paxos アルゴリズムなど) を通じて新しいマスター ノードを選出します。新しいマスター ノードが正常に選出されると、残りのスレーブ ノードは自動的に新しいマスター ノードに切り替わり、それぞれのハッシュ スロットを再マップします。

ただし、AOF フェイルオーバーにはいくつかの欠点もあります。例:

1. フェイルオーバーには一定の時間がかかり、この期間中、Redis クラスターは外部にサービスを提供できません。
2. フェイルオーバー プロセス中に、データ損失が発生する可能性があります。
3. Redis クラスターの規模が大きい場合、AOF フェイルオーバーの選出プロセスが複雑になり、パフォーマンスが低下します。

フェイルオーバーの問題を解決するために、Redis は新しいソリューションである Redis Sentinel を正式にリリースし、それを Redis バージョン 2.4.0 に統合しました。 Redis Sentinelは、Redisノードの状態を自動検出し、自動的にフェイルオーバーを行う機能を提供します。マスター ノードに障害が発生すると、Sentinel は自動的に新しいマスター ノードを選択し、その新しいマスター ノードに切り替えます。変更が必要なスレーブ ノードも自動的に新しいマスター ノードに切り替わります。同時に、Redis Sentinel は Redis クラスターの状態を監視する機能も提供します。これにより、クラスターの動作をリアルタイムで監視し、それに応じて調整を行うことができます。 Sentinel は AOF フェイルオーバーよりも優れた安定性と信頼性を備えているため、Redis クラスターで広く使用されています。

3. 概要

Redis は、高性能のインメモリ データベースとして、企業での支持が高まっています。 Redis クラスタリングとフェイルオーバー処理に関しては、Redis クラスターや Redis Sentinel、その他の技術的手段を使用することで、Redis の単一障害点の問題を効果的に解決し、Redis のパフォーマンスと可用性を向上させることができます。ただし、Redis クラスターを使用する場合は、クラスター サイズ、ノード数、データ同期などの問題にも注意する必要があり、一部のアプリケーション シナリオでは、適切なデータ分散とノード計画によって Redis のパフォーマンスを向上させることもできます。

以上がキャッシュデータベースとしてのRedisのクラスタリングとフェイルオーバー処理の詳細内容です。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。