Wie funktioniert das Daten-Sharding im Redis-Cluster?

Redis-Cluster-Sharding

Redis Cluster verwendet einen integrierten Sharding-Mechanismus, um Daten automatisch auf mehrere Redis-Knoten zu verteilen. Die wichtigsten Aspekte, wie dies funktioniert, sind:

1. Keyspace-Partitionierung: Der gesamte Keyspace in einem Redis-Cluster ist in 16.384 Hash-Slots unterteilt. Diese Hash-Slots sind für die Verteilung der Daten im Cluster verantwortlich.

2. Hash-Slot-Zuweisung: Jedem Redis-Knoten im Cluster wird eine Teilmenge der 16.384 Hash-Slots zugewiesen. Die Zuweisung von Hash-Slots zu Knoten erfolgt über eine Hash-Funktion.

3. Datenplatzierung: Wenn ein Client ein Schlüssel-Wert-Paar speichern möchte, berechnet der Client mithilfe einer vordefinierten Hash-Funktion einen Hash-Wert des Schlüssels. Dieser Hash-Wert wird dann einem der 16.384 Hash-Slots zugeordnet. Die Daten werden dann auf dem Redis-Knoten gespeichert, der diesen Hash-Slot besitzt.

4. Replikation: Für jeden Hash-Slot gibt es einen Primärknoten, der für die Bearbeitung von Lese-/Schreibanforderungen verantwortlich ist. Darüber hinaus gibt es einen oder mehrere Replikatknoten, die eine Kopie der Daten für eine hohe Verfügbarkeit verwalten.

5. Automatisches Resharding: Wenn Knoten zum Cluster hinzugefügt oder daraus entfernt werden, werden die Hash-Slot-Zuweisungen automatisch neu ausgeglichen, um eine gleichmäßige Verteilung von Daten und Last im Cluster sicherzustellen.

Vorteile von Redis Cluster Sharding

1. Skalierbarkeit: Durch die Verteilung von Daten auf mehrere Knoten kann Redis Cluster skaliert werden, um große Datenmengen und hohen Durchsatz zu verarbeiten.

2. Hohe Verfügbarkeit: Die Replikation von Hash-Slots über Primär- und Replikatknoten hinweg gewährleistet eine hohe Verfügbarkeit, da Clients auch dann weiterhin auf Daten zugreifen können, wenn einige Knoten ausfallen.

3. Transparenter Clientzugriff: Die Hash-Slot-Zuordnung wird vom Redis-Cluster transparent gehandhabt, sodass Clients auf die Daten zugreifen können, ohne die Details des zugrunde liegenden Shardings kennen zu müssen.

4. Automatische Verwaltung: Redis Cluster automatisiert die Verwaltung des Shardings, einschließlich der Neuverteilung der Daten, wenn der Cluster wächst oder schrumpft.

Insgesamt ermöglicht die Sharding-Architektur von Redis Cluster die Bereitstellung eines hoch skalierbaren, verfügbaren und einfach zu verwaltenden verteilten Datenspeichers, wodurch er sich gut für Anwendungen mit großen Datenmengen oder hohen Durchsatzanforderungen eignet.