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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

WBOY

リリース： 2023-06-20 08:40:39

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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:

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。
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。
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。