Kā Redis klasterizācija atšķiras no Redis replikācijas Kubernetes

Redis replikācija Kubernetes:
Replikācija Redis attiecas uz galveno-replica (agrāk sauktu par galveno vergu) arhitektūru, kur vienam galvenajam mezglam ir rakstāmā datu kopa, un viena vai vairākas replikas uztur šo datu kopijas. Šīs kopijas ir tikai lasāmas kopijas, kas asinhroni sinhronizējas ar meistaru. Ja galvenais mezgls neizdodas, vienu no replikām var reklamēt, lai kļūtu par jauno meistaru, tādējādi nodrošinot augstu pieejamību.

Izvietojot Kubernetes, Redis replikācija parasti ietver štata kopuma vadīšanu kapteinim un citai stāvokļa kopumam vai pākstīm kopām replikām. Kubernetes pakalpojumi, parasti klasteru pakalpojumi, pārvalda piekļuvi šiem Redis gadījumiem. Replikācija šajā iestatījumā uzlabo lasīšanas mērogojamību, jo lasīšanas pieprasījumus var izplatīt vairākās tikai lasīšanas replikās, mazinot slodzi no galvenā mezgla. Tomēr visas rakstīšanas operācijas joprojām tiek novirzītas uz galveno mezglu, jo replikas nepieņem rakstīšanas pieprasījumus.

Replikācija ir noderīga lietošanas gadījumos, kad ir jāpalielina lasīšanas caurlaide, vai arī ir nepieciešama datu atlaišana kļūmjpārlēces scenārijiem. Tomēr replikācija nenodrošina automātisku datu sadalīšanu vai apvalku. Tas nozīmē, ka visa datu kopa tiek saglabāta galvenajā un pilnībā replicēta replikās, kas var ierobežot ļoti lielas datu kopas mērogojamību.

Galvenie punkti par Redis replikāciju zem Kubernetes:
- Tas nodrošina datu atlaišanu un kļūmjpārlēces iespējas, kopējot datus no kapteiņa uz kopijām.
- Lasīšanas operācijas var samazināt horizontāli, sadalot pieprasījumus starp replikām.
- Rakstīšanas operācijas rīkojas tikai ar kapteini, kas var kļūt par sašaurinājumu zem lielas rakstīšanas slodzes.
- Kļūmju un replikas reklamēšanai bieži nepieciešami ārējie rīki, piemēram, Redis Sentinel vai Kubernetes operatori, lai automatizētu.
- Dati ir pilnībā dublēti, tāpēc replikācija nemazina atsevišķu mezglu atmiņas ierobežojumus.
- Integrācija ar Kubernetes StatefulSets nodrošina pastāvīgu Redis POD identitāti un nodrošina stabilu tīkla identitāti meistaram un replikām.
- Replicas asinhroni kopēt datus, tāpēc varētu būt neliela replikācijas nobīde, kas ietekmē lasīšanas konsekvenci.

Redis klasterizācija Kubernetes:
Redis Claster ir izplatīta REDIS ieviešana, kas atbalsta automātisku sharding un replikāciju. Tas sabojā datu kopu vairākos galvenajos mezglos, katrs no tiem ir atbildīgs par atslēgu apakškopu, ko nosaka hash spraugas (16 384 hash sloti Redis klasterī). Katram galvenajam mezglam var būt replikas augstai pieejamībai, godinot replikācijas principu katrā shard.

Šī arhitektūra ļauj Redis klasterim mērogot gan horizontāli, gan rīkoties ar augstu pieejamību. Klasteris pārvalda datu sadalīšanu (sharding), tāpēc katrs mezgls satur tikai daļu datu kopas, nevis pilnu eksemplāru. Redis klasteris var rīkoties ar kļūmjpārlēci Shard līmenī bez nepieciešamības pēc ārējiem rīkiem, piemēram, Sentinel.

Redis klastera izvietošana kubernetes parasti ietver valstij izmantošanu, lai pārvaldītu Redis mezglus (meistarus un kopijas). Nepieciešamas sarežģītākas tīkla konfigurācijas, jo klientiem jāspēj sazināties ar pareizo mezglu, pamatojoties uz atslēgas hash slotu kartēšanu. Kubernetes pakalpojumi, ieskaitot bezgala pakalpojumus, atvieglo tiešo piekļuvi POD, kas nepieciešama klasteru topoloģijai.

Redis klastera galvenie operatīvie aspekti Kubernetes:
- Nodrošina automātisku datu apvalku, datu izplatīšanu vairākos galvenajos mezglos horizontālas mērogojamības dēļ.
- Katrs galvenais mezgls apstrādā hash slotu apakškopu ar replikām kļūmjpārlēces un atlaišanas gadījumiem katrā šarnā.
- Atbalsta augstu pieejamības un kļūmju toleranci ar automātisku kļūmju un pārveidošanu.
- Klientiem ir jāatbalsta Redis klastera protokols, lai maršrutētu komandas, lai labotu mezglus, pamatojoties uz hash laika nišām.
- Tīkla konfigurācija Kubernetes ir sarežģītāka, jo klienti tieši sazinās ar atsevišķiem Redis pākstīm, nevis ar vienu slodzi līdzsvarotu pakalpojumu.
- StatefulSets nodrošina stabilu POD identitāti, kas nepieciešama kopu mezglu komunikācijai.
- Redis klasteris var saglabāt pieejamību tīkla nodalījumu un mezgla kļūmju laikā, reklamējot kopijas.

Mērogojamības un datu sadalījuma atšķirības:
Redis replikācija nodrošina datu dublēšanu, dublējot pilnu datu kopu no kapteiņa līdz replikām. Tas samazina nolasīšanas jaudu, bet nepārsniedz rakstīšanas jaudu vai datu kopas lielumu, kas pārsniedz viena galvenā mezgla jaudu. Galvenajam ir visa datu kopa, kas var noteikt ierobežojumus atmiņas ierobežojumu dēļ.

Redis klasteris tomēr mērogo gan lasījumus, gan rakstus, sadalot datu kopu vairākos mezglos (šaurās). Katrā shardā ir tikai daļa datu, ļaujot sistēmai apstrādāt datu kopas, kas ir lielākas par viena mezgla atmiņu. Raksti tiek sadalīti starp šķembām, tāpēc klasteru rakstīšanas jauda tiek palielināta, pievienojot vairāk meistaru.

Datu izplatīšana un operācijas:
Replikācijas iestatījumos visi dati ir sastopami par galveno un kopiju kopijām. Darbības, it īpaši raksta, dodieties uz vienu mezglu. Lasījumi var pāriet uz replikām, bet vairāku taustiņu operācijas, kas aptver vairākus mezglus, ir vienkāršas, jo ir tikai viens datu avots.

Redis klasterī datus sadala hash slots, tāpēc dažām komandām, kas saistītas ar vairākām taustiņiem, ir nepieciešami visi atslēgas, lai tās piederētu vienai un tai pašai hash slotam. Vairāku atslēgu komandas dažādās laika nišās neizdosies, jo dati atrodas dažādos mezglos. Klientiem jāspēj rīkoties ar pārvietotu vai lūgt novirzīšanas ziņojumus, lai atrastu pareizo mezglu.

Vainas tolerance un kļūmjpārlēce:
Replikācijai ir nepieciešams Sentinel vai ārējs kontrolieris, lai pārraudzītu galveno un automatizētu kļūmju repliku. Sentinel uzrauga mezglus un, ja nepieciešams, tiek ievēlēti jaunie meistari, bet nesniedz datu sadalīšanu.

Redis Cluster ir iebūvēts atbalsts replikācijai un automātiskam kļūmjpārlēcei Šards. Ja galvenais mezgls neizdodas, tā vietā tiek reklamēta kopija bez ārējiem instrumentiem. Klasteris uztur metadatus par galveno slotu sadalījumu un mezgla statusu, ļaujot pašdziedināt.

Kubernetes ekosistēmas integrācija:
Kubernetes Redis replikācijas un klasterizācijas risināšanai ir vajadzīgas dažādas pieejas:

- Replikācijai Kubernetes StatefulSets nodrošina stabilu identitāti un glabāšanu galvenajiem un replikām. Pakalpojumi atvieglo piekļuvi. Kļūmju automatizāciju parasti apstrādā Redis Sentinel vai Kubernetes operatori, kas paredzēti Redis.

- Klasterizēšanai StatefulSets izvieto vairākus maģistra un replikas pākstis. Pakalpojumi bez galiem nodrošina tiešu komunikāciju, kas nepieciešama klastera Internode ziņojumapmaiņai. Tādi rīki kā Helm diagrammas vai Redis operatori vienkāršo klasteru izveidi, mērogošanu un pārvaldību.

Darbības sarežģītība:
Replikāciju ir vienkāršāk iestatīt un pārvaldīt Kubernetes, jo tā ir saistīta ar vienu rakstāmu mezglu un vairākiem tikai lasāmiem mezgliem. Tomēr mērogošana raksta ir ierobežota.

Klasterizācija ir sarežģītāka un prasa rūpīgu tīkla politikas, pakalpojumu atklāšanas un klientu savietojamības pārvaldību, taču tā piedāvā labāku mērogojamību un noturību kopumā.

Lietošanas gadījumi:
Replikācija ir labi piemērota lietojumprogrammām, kurām nepieciešama augsta pieejamība, nolasīt mērogojamību un datu atlaišanu, bet kuriem ir mēreni datu kopas izmēri, kas atbilst vienam mezglam.

Klasterizēšana ir ideāli piemērota ļoti lielām datu kopām, smagām rakstīšanas slodzēm un lietojumprogrammām, kurām nepieciešama horizontāla mērogojamība un augsta kļūmju tolerance bez ārējiem rīkiem.