Kuinka Redis tukee vaakasuuntaista skaalausta Kubernetes -ympäristöissä

Redis -klusterointi vaakasuuntaiseen skaalaukseen
Redis -klusteri on virallinen tapa, jolla Redis tukee vaakasuuntaista skaalausta. Se jakaa tietoja useiden Redis -solmujen välillä käyttämällä varjostusmenetelmää. Jokainen solmu hallitsee avainalueen osajoukkoa, ja klusteri reitittää automaattisesti pyynnöt sopivaan solmuun. Kubernetesissä Redis -klusteri voidaan ottaa käyttöön useiden palkojen välillä kuormituksen ja tallennuksen levittämiseksi. Klusteri tarjoaa korkean saatavuuden ja virheenvaihdon, toistamalla tietoja isäntä- ja replikan solmujen välillä. Tämän asennuksen avulla Redis voi skaalata käsitellä lisää pyyntöjä ja suurempia tietojoukkoja lisäämällä lisää solmuja klusteriin.

Kubernetes StatefulSets vakaalle verkkoidentiteetteille ja tallennustiloille
Redis -solmut vaativat vakaa verkkoidentiteetti ja jatkuvaa tallennustilaa johdonmukaista klusterin toimintaa varten. Kubernetes -tila -alueita käytetään tyypillisesti Redis -klustereiden käyttöönottoon. StatefulSets varmistaa, että jokaisella Redis POD: lla on ainutlaatuinen, vakaa verkkotunnus ja pysyvät määrät datan kestävyyden kannalta. Tämä antaa Redis -esiintymien ylläpitää identiteettiään ja tietojaan uudelleenkäynnistyksissä ja aikataulun eri solmuissa helpottaen luotettavaa vaakasuuntausta.

Redis -esiintymien vaakasuora pod -automaattinen automaatti
Kubernetes tukee vaakasuoria POD Autoscalers (HPA), jotka säätävät automaattisesti pod -replikoiden määrää käyttöönotossa tai tilavassa sarjassa, joka perustuu resurssien käyttöön, kuten CPU tai mukautetut mittarit. Vaikka Redis itsessään on tilallinen ja vaatii huolellista käsittelyä, HPA: ien käyttäminen yhdessä Redis -klusterin kanssa voi auttaa dynaamisesti skaalata Redis -solmujen lukumäärää kysyntä riippuen, mikä tukee vaakasuuntaista skaalausta vastauksena kuormaan.

Redis -operaattorit automaatioon
Useita Kubernetes -operaattoreita on saatavana Redis -käyttöönottojen hallitsemiseksi, kuten Redis -operaattori KubedB: stä tai Redis Enterprise -operaattorista. Nämä operaattorit tarjoavat deklaratiivisen hallinnan Redis -klustereille, automatisoimalla tehtävät, kuten solmun skaalaus, virheenkorjaus, päivitykset ja varmuuskopio. Vaakasuuntaista skaalausta varten operaattorit voidaan määrittää luomaan tai poistamaan Redis Master- ja replikan solmut automaattisesti yksinkertaistaen skaalausoperaatioita ilman manuaalista interventiota.

Replikointi ja sentineli
Redis-replikaatio, Redis Sentinelin hallinnoimalla master-replica-arkkitehtuurilla, voidaan käyttää myös Kubernetesissa jonkin verran vaakasuuntaisen skaalauksen aikaansaamiseksi. Mestarin useita kopioita voidaan ottaa käyttöön lukukuorman levittämiseen ja korkean saatavuuden aikaansaamiseksi. Tämä lähestymistapa on kuitenkin rajallinen verrattuna Redis -klusteriin, koska kaikki kirjoitukset menevät yhdelle mestarille, rajoittaen vaakasuuntaista kirjoitusten skaalausta.

Varjostus ja data -osiointi
Redis -klusteri purkaa tietoja automaattisesti useiden solmujen yli, kun jokainen solmu käsittelee avainalueen osajoukkoa. Tämä on keskeistä vaakasuuntaisen skaalauksen kannalta, koska se mahdollistaa tietojoukon kasvavan yhden ilmentymän muistirajojen ulkopuolelle samalla kun jakaen kyselykuorman. Kubernetesin Redis -klusterin käyttöönotto varmistaa, että jokainen shard sijaitsee erillisessä palkissa erillisillä resursseilla.

Konfiguraationäkökohdat
Kun skaalaus Redis vaakatasossa Kubernetesissä, on tärkeää määrittää pysyvät määrät tietojen kestävyydelle, virittää resurssipyyntöjä ja rajoja jokaiselle POD: lle ja aseta asianmukaiset verkkokäytännöt solmujen väliseen viestintään. Myös asianmukainen palvelun löytäminen ja DNS -resoluutio ovat välttämättömiä, jotta klusterisolmut voivat paikantaa toisiaan ja asiakkaat yhteydenpitoon oikein.

Esimerkki työnkulku vaakasuuntaiseen skaalaamiseen
- Asenna Redis -klusteri Statefulset -käyttämällä tai StatefulySts -hallinnassa olevalla operaattorilla.
- Määritä mestari- ja replika -solmujen lukumäärä, jota tarvitaan aloittamiseen.
- Käytä Redis-klusterin itsemääritystä, jotta klusteri voi muodostaa ja määrittää raot automaattisesti.
- Käytä Kubernetes -vaakasuuntaista POD AutoScaler- tai Operaattorin CRD -arvoa säätääksesi dynaamisesti kopioiden lukumäärää kuormituksen muuttuessa.
- Varmista, että pysyvät volyymit ja verkkoasetukset ovat oikein asennettuja jokaiselle POD: lle.
- Seuraa klusterin terveys- ja suorituskykymittareita ohjataksesi skaalauspäätöksiä.

Hajautettu välimuistin lähestymistapa
Kubernetesissa valtiottomien sovelluspalkojen vaakasuuntainen skaalaus vaatii usein hajautettua välimuistia tietojen johdonmukaisuuden ylläpitämiseksi replikoiden välillä. Redis, joka on käytetty vaakasuoraan skaalatuksi klusteriksi, toimii jaetun välimuistikerroksena. Tämä antaa sovelluspalkojen skaalata sisään tai ulos menettämättä paikallista välimuistitilaa luottaen hajautettuun Redis -välimuistiin johdonmukaisuuden ja nopean tiedon saatavuuden saavuttamiseksi.

Haasteet ja rajoitukset
- Redis yksisisäikinen luonto rajoittaa yhden solmun suorituskykyä, mikä tekee vaakasuuntaisesta skaalauksesta, joka on välttämätön korkean suorituskyvyn kannalta.
- Kaikki Redis -komennot ja tietorakenteet eivät ole täysin yhteensopivia tai tehokkaita klusteroidussa tilassa, mikä vaatii sovellustietoisuutta.
- Pysyvän tallennuksen ja virheenkäytön hallinta Kubernetes -klustereissa lisää operatiivista monimutkaisuutta.
- Redis-solmujen laskeminen ilman tietohäviöitä vaatii huolellista uudelleenharrastamista ja klusterin hallintaa.
- Tilolliset sovellukset, kuten Redis

Yhteenveto
Redis tukee vaakasuuntaista skaalausta Kubernetesissä ottamalla käyttöön Redis -klusterin useiden Statefulset -palkojen välillä, joissa on vakaa verkkotunnukset ja pysyvät volyymit. Kubernetes -operaattorit automatisoivat näiden klusterien hallinnan ja skaalaamisen. Vaaka -Autocaling voi säätää Redis -solmun lukumäärää kuorman perusteella. Redis -klusterin varjostusominaisuuksien ja Kubernetes -orkesterin yhdistelmä mahdollistaa Redis: n mahdollisuuden käsitellä suuria tietojoukkoja ja suuria pyynnön määriä levittämällä tietoja ja pyyntöjä monien solmujen välillä, kun taas operaattorit ja automaattiset tekijät auttavat hallitsemaan skaalauksen elinkaarta tehokkaasti.

Tämä lähestymistapa antaa Redisin toimia skaalautuvana, korkean suorituskyvynä muistitietovarastossa tai välimuistina pilvipohjaisissa Kubernetes-ympäristöissä.