Redis clustering dan replikasi Redis adalah dua mekanisme mendasar tetapi berbeda yang digunakan untuk mencapai ketersediaan data, skalabilitas, dan toleransi kesalahan dalam penyebaran Redis, terutama saat menjalankan Redis pada Kubernetes. Memahami perbedaan mereka membutuhkan tampilan terperinci ke dalam arsitektur, fungsionalitas, dan perilaku operasional mereka dalam konteks lingkungan Kubernetes.
Replikasi Redis di Kubernetes:
Replikasi dalam Redis mengacu pada arsitektur master-replika (sebelumnya disebut master-slave), di mana satu node master memegang dataset yang dapat ditulis, dan satu atau lebih replika mempertahankan salinan data itu. Replika ini adalah salinan hanya baca yang disinkronkan dengan master secara asinkron. Jika node utama gagal, salah satu replika dapat dipromosikan untuk menjadi master baru, sehingga memberikan ketersediaan tinggi.
Saat digunakan di Kubernetes, replikasi Redis biasanya melibatkan menjalankan statefulset untuk master dan statefulset atau set pod lainnya untuk replika. Layanan Kubernetes, biasanya layanan clusterip, mengelola akses ke instance Redis ini. Replikasi dalam pengaturan ini meningkatkan skalabilitas baca karena permintaan baca dapat didistribusikan di beberapa replika read-only, mengurangi beban dari node master. Namun, semua operasi tulis masih diarahkan ke master node, karena replika tidak menerima permintaan tulis.
Replikasi berguna untuk kasus penggunaan di mana throughput baca perlu ditingkatkan, atau redundansi data diperlukan untuk skenario failover. Namun, replikasi tidak menyediakan partisi atau sharding data otomatis. Ini berarti seluruh dataset disimpan pada master dan direplikasi sepenuhnya ke replika, yang dapat membatasi skalabilitas untuk set data yang sangat besar.
Poin -poin penting tentang replikasi Redis di bawah Kubernetes:
- Ini menyediakan redundansi data dan kemampuan failover dengan menyalin data dari master ke replika.
- Operasi Baca dapat diskalakan secara horizontal dengan mendistribusikan permintaan di antara replika.
- Operasi tulis ditangani secara eksklusif oleh master, yang dapat menjadi hambatan di bawah beban menulis tinggi.
- Failover dan promosi replika sering membutuhkan alat eksternal seperti operator Redis Sentinel atau Kubernetes untuk mengotomatisasi.
- Data sepenuhnya diduplikasi, sehingga replikasi tidak mengurangi batasan memori node tunggal.
- Integrasi dengan Kubernetes Statefulsets memastikan identitas persisten untuk Redis Pods dan memungkinkan identitas jaringan yang stabil untuk master dan replika.
- Replika menyalin data secara asinkron, sehingga mungkin ada sedikit lag replikasi yang memengaruhi konsistensi baca.
Redis Clustering di Kubernetes:
Redis Cluster adalah implementasi terdistribusi dari REDIS yang mendukung sharding dan replikasi otomatis. Ini memecahkan dataset di beberapa node master, masing -masing bertanggung jawab untuk subset kunci yang ditentukan oleh slot hash (16.384 slot hash total di redis cluster). Setiap node utama dapat memiliki replika untuk ketersediaan tinggi, menghormati prinsip replikasi di dalam setiap pecahan.
Arsitektur ini memungkinkan redis cluster untuk skala baik secara horizontal dan menangani ketersediaan tinggi secara asli. Cluster mengelola partisi data (sharding), sehingga setiap node hanya berisi sebagian dari dataset daripada salinan lengkap. Redis Cluster dapat menangani failover di tingkat shard tanpa perlu alat eksternal seperti Sentinel.
Menyebarkan redis cluster pada kubernetes biasanya melibatkan penggunaan statefulset untuk mengelola node Redis (master dan replika). Konfigurasi jaringan yang lebih kompleks diperlukan karena klien harus dapat berkomunikasi dengan node yang benar berdasarkan pemetaan slot hash utama. Layanan Kubernetes, termasuk layanan tanpa kepala, memfasilitasi akses pod langsung yang diperlukan oleh topologi cluster.
Aspek Operasional Utama dari Redis Cluster di Kubernetes:
- Menyediakan data sharding otomatis, mendistribusikan data di beberapa node utama untuk skalabilitas horizontal.
- Setiap node utama menangani subset slot hash, dengan replika untuk failover dan redundansi di dalam setiap pecahan.
- Mendukung ketersediaan tinggi dan toleransi kesalahan dengan failover dan resharding otomatis.
- Klien harus mendukung Protokol Cluster Redis untuk merutekan perintah untuk memperbaiki node berdasarkan slot hash.
- Konfigurasi jaringan di Kubernetes lebih kompleks karena klien berkomunikasi langsung dengan pod Redis individual, bukan layanan seimbang beban tunggal.
- Statefulsets memastikan identitas pod yang stabil, diperlukan untuk komunikasi node cluster.
- Redis Cluster dapat mempertahankan ketersediaan selama partisi jaringan dan kegagalan simpul dengan mempromosikan replika.
Perbedaan dalam skalabilitas dan distribusi data:
Replikasi Redis menyediakan redundansi data dengan menduplikasi dataset lengkap dari master ke replika. Ini skala kapasitas baca tetapi tidak skala kapasitas tulis atau ukuran dataset di luar kapasitas satu node master. Master memegang seluruh dataset, yang dapat membuat batas karena kendala memori.
Redis cluster, bagaimanapun, skala baik membaca dan menulis dengan mempartisi dataset di beberapa node (Shards). Setiap pecahan hanya memiliki sebagian kecil dari data, memungkinkan sistem untuk menangani kumpulan data yang lebih besar dari memori node tunggal. Penulisan didistribusikan di antara pecahan, sehingga kapasitas tulis cluster meningkat dengan menambahkan lebih banyak master.
Distribusi dan Operasi Data:
Dalam pengaturan replikasi, semua data ada di master dan salinan pada replika. Operasi, terutama menulis, pergi ke satu node. Baca dapat masuk ke replika, tetapi operasi multi-key yang menjangkau banyak node sangat mudah karena hanya ada satu sumber data.
Dalam redis cluster, data dipartisi oleh slot hash, sehingga beberapa perintah yang melibatkan banyak kunci membutuhkan semua kunci untuk termasuk dalam slot hash yang sama. Perintah multi-kunci di berbagai slot akan gagal karena data berada pada node yang berbeda. Klien harus dapat menangani pesan pengalihan yang dipindahkan atau meminta redirection untuk menemukan simpul yang benar.
Toleransi dan failover kesalahan:
Replikasi memerlukan Sentinel atau pengontrol eksternal untuk memantau master dan mengotomatiskan failover ke replika jika terjadi kegagalan. Sentinel memonitor node dan memilih tuan baru jika diperlukan tetapi tidak memberikan partisi data.
Redis Cluster memiliki dukungan bawaan untuk replikasi dan failover otomatis di dalam shard. Jika sebuah master node gagal, replika dipromosikan di tempatnya tanpa alat eksternal. Cluster mempertahankan metadata tentang distribusi slot kunci dan status simpul, memungkinkan penyembuhan diri.
Integrasi ekosistem Kubernetes:
Di Kubernetes, menangani replikasi dan pengelompokan Redis membutuhkan pendekatan yang berbeda:
- Untuk replikasi, Kubernetes Statefulsets memberikan identitas dan penyimpanan yang stabil untuk master dan replika. Layanan memfasilitasi akses. Otomatisasi failover biasanya ditangani oleh operator Redis Sentinel atau Kubernetes yang dirancang untuk Redis.
- Untuk pengelompokan, statefulsets menggunakan beberapa pod master dan replika. Layanan tanpa kepala memungkinkan komunikasi pod langsung yang diperlukan untuk pesan ruas cluster. Alat seperti grafik helm atau operator redis menyederhanakan pembuatan, penskalaan, dan manajemen cluster.
Kompleksitas operasional:
Replikasi lebih sederhana untuk diatur dan dikelola di Kubernetes karena melibatkan satu node yang dapat ditulis dan beberapa node baca-saja. Namun, skala menulis terbatas.
Clustering lebih kompleks dan membutuhkan manajemen kebijakan jaringan, penemuan layanan, dan kompatibilitas klien yang cermat, tetapi menawarkan skalabilitas dan ketahanan yang lebih baik secara keseluruhan.
Gunakan kasus:
Replikasi sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan ketersediaan tinggi, skalabilitas baca, dan redundansi data tetapi memiliki ukuran dataset sedang yang sesuai dengan satu node.
Clustering sangat ideal untuk set data yang sangat besar, beban tulis berat, dan aplikasi yang membutuhkan skalabilitas horizontal dan toleransi kesalahan yang tinggi tanpa alat eksternal.
Singkatnya, replikasi Redis di Kubernetes menduplikasi dataset lengkap di seluruh replika master dan baca-hanya, dengan fokus pada ketersediaan tinggi dan membaca skalabilitas, sementara redis clustering fragmen dataset di berbagai node dengan replikasi dan failover yang dimungkinkan oleh status status yang distribusikan dengan status negara, dan pengelolaan data yang terintegrasi, dan seluruh pengelolaan data yang terintegrasi, dan semua pengelolaan data yang terintegrasi, dan seluruhnya yang terintegrasi dengan manajemen data yang terintegrasi, dan all-in yang terintegrasi, dan distribusikan dengan toleransi. akses. Perbedaan arsitektur mendasar ini menentukan kesesuaiannya untuk berbagai kondisi penggunaan dan kompleksitas operasional di lingkungan Kubernetes.