一文揭秘阿里云Redis全球多活产品

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一文揭秘阿里云Redis全球多活产品

云痕 2018-08-29 10:27:58 浏览2393
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简介

Redis全球多活产品是阿里云自研、基于云数据库Redis版(ApsaraDB for Redis)、100%兼容 Redis 协议的多活数据库系统。通过数据同步通道,把多个Redis实例组网成1个逻辑上的 Redis 多活实例,多活实例内的所有实例均可读写并保持实时数据同步。数据同步通道通过内网打通,具有高可靠、高安全,低延迟的特性。子实例间通过CRDT(Conflict-free Replicated Data Type)机制检测并解决数据冲突,保障数据最终一致性。Redis全球多活产品轻松支持异地多个站点同时对外提供服务的业务场景,助力企业快速复制阿里巴巴异地多活架构。
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目前阿里云Redis全球多活产品已开放售卖,相关产品介绍详见https://promotion.aliyun.com/ntms/act/redis-geo-replication.html

产品架构

Redis多活实例由三部分构成:

  • 云数据库 Redis 版实例
  • 同步通道
  • 通道管理器
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云数据库 Redis 版实例

原生内核的日志机制比较简单,不足以支撑多活相互复制数据,我们对aof日志改造为binlog,把每一条aof日志扩展为oplog:

  • 每条oplog包含一个全局唯一id(类似mysql的GTID),id包含两部分, 一部分是Redis实例id,用于解决循环同步的问题,第二部分是递增数字,保证有序和唯一。
  • oplog包含逻辑时钟信息,在目标端Redis 执行merge时,使用CRDT策略解决数据一致性问题。

通道

每两个redis实例间有负责同步oplog的双向通道,同步过程根据oplog gtid保证exactly once语义,并且能处理 上下游Redis实例异常(主备切换、备库重搭)。

通道管理器

负责通道生命周期管理

产品优势

高可用

  • 同步支持断点续传,最高可以容忍天级别的隔断。
  • 自适应处理上下游 Redis 子实例发生HA(主备切换)的情况。

高性能

多活同步的过程是异步的,对正常的Redis读写没有性能影响。
高吞吐:标准版单向同步通道10万tps,集群版随 Redis 节点数线性扩展。
低延迟:1个洲际内地域间数据同步延迟在百毫秒级,跨洲际地域间延迟在1秒级。

数据最终一致

在多活场景中, 由于存在多个实例且每个实例都可读写,则在同步过程中,一定会遇到数据一致性问题。如下图,同时在redis实例A上写入key value_A,在redis实例B上写入key value_B,互相同步之后很可能实例A上key的值为value_B,而实例B上key的值为value_A,这种不一致可能是业务上是不能接受的。
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我们基于CRDT(Conflict-free Replicated Data Type)的方案,对redis内核进行针对性改造,实现了string、counter、hash、set、zset、hyperloglog、geo几种数据类型的最终一致性.

功能丰富

  • 多活支持Redis标准版,集群版和读写分离版。
  • 在多活同步过程中支持 Redis 子实例规格变配。
  • 支持新增和删除redis子实例。

应用场景

Redis 多活产品主要应用于异地多活业务架构的存储层,业务层设计可以参考文档《数据库异地多活解决方案》。
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