クラスタアーキテクチャ
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アーキテクチャ概要
クラスタアーキテクチャは、コミュニティ版 Redis Cluster をベースに構築された分散キャッシュアーキテクチャであり、Redis 4.0、5.0、6.2、7.0および Valkey 8.0以降のバージョンプロトコルと互換性があります。システムは分散シャーディング設計を採用し、1～128シャードの水平拡張と1～5レプリカの垂直拡張をサポートし、千万レベルの QPS という高いパフォーマンスを提供できます。拡張、縮小、移行のプロセスはビジネスにほとんど影響を与えず、サービスの高可用性を保証します。具体的なパフォーマンスデータについては、规格与性能をご参照ください。
コアコンポーネント
コンポーネント | 説明 |
シャード Shard | 分散ストレージの最小論理単位です。クラスタは16384個のハッシュスロット（Slot）を各シャードに割り当てます。各シャードは1つのマスターノードと複数のレプリカノードで構成され、対応するスロットのデータを保存し、オンラインデータバランシングと動的移行をサポートします。 |
マスターノード Master | シャード内で読み書きリクエストを処理するコアノードです。各シャードにはマスターノードが1つだけ存在し、データの書き込みと、そのデータを所属するレプリカノードへのリアルタイム同期を担当します。 |
レプリカノード Replica | シャード内でデータ冗長化と高可用性を担うノードです。マスターノードのデータをリアルタイムに同期し、マスターノードに障害が発生した場合、システムは自動的にレプリカノードの1つを新しいマスターノードに昇格させます。 |
プロキシレイヤー Proxy クラスタ | 組み込みプロキシコンポーネントであり、クライアントリクエストを受信して対応するシャードへルーティングする役割を担います。CLB、読み書き分離、シャード横断コマンド処理能力を提供し、クラスタトポロジの詳細を隠蔽します。Proxy のルーティング規則、コマンド互換性、接続数制限などの詳細については、Proxy 特性を参照してください。 |
実装紹介
インスタンスは外部に統一された仮想 IP アクセスアドレス（VIP:Port）を提供します。クライアントは標準の Redis クライアント（redis-cli、Jedis、Lettuce など）を使用して直接接続でき、内蔵の Proxy コンポーネントがコマンドを解析し、スロットに基づいて対応するシャードにルーティングします。Proxy は一部のクロススロットコマンドの集約処理をサポートし、拡張・縮小、フェイルオーバーなどのトポロジー変更を透過的に引き受け、ビジネス側は意識する必要がありません。
接続例
クラスタアーキテクチャの接続モードは、業界で主流の多言語 Redis クライアントをサポートしています。以下の表に、各開発言語で推奨されるクライアントと、プロキシモードで使用する接続クラスを示します。対応する言語をクリックすると、詳細な接続例に移動できます。接続前の準備、認証方式、接続検証などの一般的な説明については、接続準備を参照してください。
開発言語 | 推奨クライアント | 推奨バージョン | 接続クラス | 接続例 |
Java | Jedis | 5.1.2以上 | JedisPool | |
Java | Lettuce | 6.3.0以上 | RedisClient | |
Python | redis-py | 最新安定版 | redis.Redis | |
Go | go-redis | v9 | redis.NewClient | |
Node.js | node-redis / ioredis | 最新安定版 | createClient / new Redis() | |
PHP | phpredis | 5.0以上 | Redis | |
C | hiredis | 最新安定版 | redisConnect | |
.Net | StackExchange.Redis / ServiceStack.Redis | 最新安定版 | ConnectionMultiplexer |
シャードとレプリカの構成
シャード数が多いほど、容量とパフォーマンスが高くなります。すべてのシャードがデータ保存とリクエスト処理に参加します。シャード数が1以上の場合、データは自動的にハッシュスロットに基づいて分散され、水平方向にストレージ容量とスループットパフォーマンスを拡張します。
レプリカ数が多いほど、可用性が高くなります。すべてのレプリカノードは高可用性切り替えに参加します。レプリカ数が1以上の場合、読み書き分離機能を有効にでき、垂直方向に読み取りパフォーマンスを拡張できます。詳細については、読み書き分離を参照してください。
説明：
設定項目 | 選択可能な仕様 |
シャード规格（GB） | 1、2、4、8、12、16、20、24、32、40、48、64GB |
シャード数 | 1、3、5、8、12、16、24、32、40、48、64、80、96、128 |
レプリカ数 | 1、2、3、4、5 |
仕様上限
仕様項目 | 上限 | 説明 |
総ストレージ容量 | 8TB | 128シャード × 64GB/シャード |
同時実行性能 | 千万級QPS |
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