Redis 高可用性实践

优点:

  • 秒级切换,在 5s 内完成整个切换操作

  • 脚本自定义,架构可控

  • 对应用透明,前端不用担心后端发生什么变化

缺点:

  • 维护成本略高,Redis Sentinel 集群建议投入 3 台机器以上

  • 使用 VIP 增加维护成本,存在 IP 混乱风险

  • Sentinel 模式存在短时间的服务不可用

3.3 封装客户端直连 Redis Sentinel 端口

Redis 高可用性实践

部分业务只能通过外网访问 Redis,上述两种方案均不可用,于是衍生出了这种方案。Web 使用客户端连接其中一台 Redis Sentinel 集群中的一台机器的某个端口,然后通过这个端口获取到当前的主节点,然后再连接到真实的 Redis 主节点进行相应的业务员操作。需要注意的是,Redis Sentinel 端口和 Redis 主节点均需要开放访问权限。如果前端业务使用 Java,有 JedisSentinelPool 可以复用;如果前端业务使用 PHP,可以在 phpredis 的基础上做二次封装。

优点:

  • 服务探测故障及时

  • DBA 维护成本低

缺点:

  • 依赖客户端支持 Sentinel

  • Sentinel 服务器和 Redis 节点需要开放访问权限

  • 对应用有侵入性

3.4 Redis Sentinel 集群 + Keepalived/Haproxy

Redis 高可用性实践

底层是 Redis Sentinel 集群,代理着 Redis 主从,Web 端通过 VIP 提供服务。当主节点发生故障,比如机器故障、Redis 节点故障或者网络不可达,Redis 之间的切换通过 Redis Sentinel 内部机制保障,VIP 切换通过 Keepalived 保障。

优点:

  • 秒级切换

  • 对应用透明

缺点:

  • 维护成本高

  • 存在脑裂

  • Sentinel 模式存在短时间的服务不可用

3.5 Redis M/S + Keepalived

Redis 高可用性实践

此方案没有使用到 Redis Sentinel。此方案使用了原生的主从和 Keepalived,VIP 切换通过 Keepalived 保障,Redis 主从之间的切换需要自定义脚本实现。

优点:

  • 秒级切换

  • 对应用透明

  • 部署简单,维护成本低

缺点:

  • 需要脚本实现切换功能

  • 存在脑裂

3.6 Redis Cluster

Redis 高可用性实践

From: http://intro2libsys.com/focused-redis-topics/day-one/intro-redis-cluster

Redis 3.0.0 在 2015 年 4 月 2 日正式发布,距今已有两年多的时间。Redis 集群采用 P2P 模式,无中心化。把 key 分成 16384 个 slot,每个实例负责一部分 slot。客户端请求对应的数据,若该实例 slot 没有对应的数据,该实例会转发给对应的实例。另外,Redis 集群通过 Gossip 协议同步节点信息。

优点:

  • 组件 all-in-box,部署简单,节约机器资源

  • 性能比 proxy 模式好

  • 自动故障转移、Slot 迁移中数据可用

  • 官方原生集群方案,更新与支持有保障

缺点:

  • 架构比较新,最佳实践较少

  • 多键操作支持有限(驱动可以曲线救国)

  • 为了性能提升,客户端需要缓存路由表信息

  • 节点发现、reshard 操作不够自动化

3.7 Twemproxy

Redis 高可用性实践

From: http://engineering.bloomreach.com/the-evolution-of-fault-tolerant-redis-cluster

多个同构 Twemproxy(配置相同)同时工作,接受客户端的请求,根据 hash 算法,转发给对应的 Redis。

Twemproxy 方案比较成熟了,之前我们团队长期使用此方案,但是效果并不是很理想。一方面是定位问题比较困难,另一方面是它对自动剔除节点的支持不是很友好。

优点:

  • 开发简单,对应用几乎透明

  • 历史悠久,方案成熟

缺点:

  • 代理影响性能

  • LVS 和 Twemproxy 会有节点性能瓶颈

  • Redis 扩容非常麻烦

  • Twitter 内部已放弃使用该方案,新使用的架构未开源

3.8 Codis

Redis 高可用性实践

From: https://github.com/CodisLabs/codis

Codis 是由豌豆荚开源的产品,涉及组件众多,其中 ZooKeeper 存放路由表和代理节点元数据、分发 Codis-Config 的命令;Codis-Config 是集成管理工具,有 Web 界面供使用;Codis-Proxy 是一个兼容 Redis 协议的无状态代理;Codis-Redis 基于 Redis 2.8 版本二次开发,加入 slot 支持,方便迁移数据。

优点:

  • 开发简单,对应用几乎透明

  • 性能比 Twemproxy 好

  • 有图形化界面,扩容容易,运维方便

缺点:

  • 代理依旧影响性能

  • 组件过多,需要很多机器资源

  • 修改了 Redis 代码,导致和官方无法同步,新特性跟进缓慢

  • 开发团队准备主推基于 Redis 改造的 reborndb

0×04 最佳实践

所谓的最佳实践,都是最适合具体场景的实践。

主推以下方案:

  • Redis Sentinel 集群 + 内网 DNS + 自定义脚本

  • Redis Sentinel 集群 + VIP + 自定义脚本

以下是实战过程中总结出的最佳实践:

  • Redis Sentinel 集群建议使用 >= 5 台机器

  • 不同的大业务可以使用一套 Redis Sentinel 集群,代理该业务下的所有端口

  • 根据不同的业务划分好 Redis 端口范围

  • 自定义脚本建议采用 Python 实现,扩展便利

  • 自定义脚本需要注意判断当前的 Sentinel 角色

  • 自定义脚本传入参数:

  • 自定义脚本需要远程 ssh 操作机器,建议使用 paramiko 库,避免重复建立 SSH 连接,消耗时间

  • 加速 SSH 连接,建议关闭以下两个参数

  • UseDNS no

  • GSSAPIAuthentication no

  • 自动切换和故障切换,所有操作建议在 15s 以内完成


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