阿里云Redis技术架构演进

mac2024-02-22  51

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本文是整理来自阿里巴巴夏周同学的分享,详细介绍了阿里云Redis的发展和现状。

Redis简介

Redis:Remote Dictionary Server,Key-Value存储系统,优点包括:

易用性:丰富的数据结构支持,Module

高性能:高校的数据结构设计,全内存操作

可靠性:主备同步,持久化

阿里云Redis架构

整体架构

单节点->单机主备->集群->读写分离->同城容灾->异地多活

阿里云整体架构包含6大支撑系统:

HA控制系统

实例高可用探测模块,用于探测监听Redis实例运行情况。

日志收集系统

进行云数据库Redis版运行情况的日志收集,包括实例慢查询日志,访问日志等。

监控系统

进行Redis实例性能监控,信息的收集工作,目前包括基本信息组监控,keys组信息监控,string信息组监控等核心信息

在线迁移系统

当实例所运行的物理机出现故障,在线迁移系统会根据备份系统中的备份文件进行实例重新搭建,保证业务不受影响

备份系统

针对Redis实例进行备份处理,并且将生成的备份文件存储在OSS系统上进行保存。目前Redis备份系统支持用户自定义备份设置,可临时备份并且保存7天内的备份文件。

任务控制系统

Redis实例支持多中管理控制任务,如创建实例、变更配置、备份实例等,任务系统会根据用户下发的操作指令,进行灵活控制并且进行任务跟踪及出错管理。

双副本架构

适用场景:纯缓存,数据持久化

性能:8-10w qps

链路:内部SLB -> Redis

访问方式:兼容所有开源客户端

SLA:2副本,HA高可用,秒级切换

集群双副本架构

适用场景:数据量大,性能要求高

性能:100w qps

链路:内部SLB -> Redis

访问方式:兼容所有开源客户端

SLA:分片2副本,高可用

读写分离架构

适用场景:读多写少,超大Key,不要求强一致性

优势:读写能力线性扩展;支持所有命令;对用户透明

同城容灾

适用场景:

数据可用性高

优势:用户数据双机房热备,单机房故障,业务无缝切换;机房恢复后,基于Binlog增量同步,防止流量雪崩

异地容灾+多活

适用场景:多点读写,就近读写

优势:容忍N-1机房故障;最终一致;跨地域灾备

混合存储

适用场景:超大数据量,性能要求适中,视频直播类应用,电商类应用

优势:100%兼容Redis;冷热数据分离;超高性价比

阿里云Redis内核优化

兼容Memcache协议

高可用探测

AOF Binlog

持久化系统优化

安全加密

IO、连接优化

持久化系统改造:

保留历史AOF日志

去除AOF Rewrite

扩展AOF日志信息

全新的数据组织形式:RDB全量+历史AOF

基于AOF Binlog的同步机制

独立的端口探测线程:

单独的事件

主线程阻塞不受影响

坏盘探测

慢内存探测

快速容灾

AOF后台异步写优化:

新增biowrite模式

轻量级别锁队列

bio线程进行线程写入操作

提高性能,避免write慢对主线程的影响

支持Memcache协议:

支持文本及二进制协议,完全兼容

复用Redis String对象存储memcached

复用原生Redis同步协议

复用原生Redis持久化机制

新版本Memcache支持扫描、备份、更多统计信息

混合存储优化:

内存中保持所有key和热数据

RocksDB中存冷数据

热数据性能和Redis一致

100%兼容Redis

数据换出异步写RocksDB,不阻塞主线程

单实例支持TB+数据存储

网络IO多线程优化。

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