Redis Architecture

By Jimmyberg
redis redis-architecture

Redis 아키텍처

  • Replication 아키텍처
  • Sentinel 아키텍처
  • Cluster 아키텍처

redis-architecture

Replication 아키텍처

  • 기본적인 Master - Slave 구조
  • Master 노드에서 모든 쓰기 작업 수행
  • Slave 노드는 읽기 작업만 수행

장점

  • 향상된 읽기 성능 보장

단점

  • 수동 Failover 작업 필요

Sentinel 아키텍처

  • 여러 개의 Master - Slave 구조의 Redis 인스턴스를 Sentinel 중앙 관리자가 관리하는 아키텍처

Sentinel 노드

  • Sentinel 노드는 Redis 서버와 별도로 실행되는 프로세스
  • 여러 개의 Sentinel 노드로 구성하여 Redis 인스턴스를 모니터링 및 장애 감지
  • Sentinel 노드의 장애 대응을 위해 3개 이상 노드로 구성 필요
  • Master 노드가 장애 발생 시, Slave > Master 승격 작업 자동 처리
    • Master 노드 장애 발생 시점, Sentinel 노드 중 과반수 이상의 동의(Quorum)되어야 Failover 작업 수행

장점

  • 자동 Failover 작업 처리가 가능하여 HA(High Availability) 보장

단점

  • Sentinel 노드 수에 따라 장애 감지 및 복구 불안정
  • 복잡한 설정 및 과도한 리소스 확보 필요

Cluster 아키텍처

  • Reids 3.0 버전 이후 제공하는 Cluster 기능
  • 여러 개의 Redis 노드가 서로 통신하며 HA 를 유지/보장하는 Cluster 구성
  • 같은 Cluster 구성된 Redis 노드는 Master or Slave 역할 분담
  • 각 Redis 노드는 각자의 특정 범위의 Hash Slot 을 가지고 있어, 데이터 분산 처리 가능
    • Hash Slot 은 각 Redis 노드에 할당된 데이터 범위를 나타내는 개념
    • Redis Cluster 는 총 16384개의 Hash Slot 보유
    • 각 Redis 노드는 자신의 Hash Slot 범위 내에서 데이터 저장 및 조회 처리

Cluster 아키텍처 작동 방식

  1. 데이터 파티셔닝
    • Cluster 는 Key 를 Hash Slot 에 할당하여 데이터를 분산 저장 처리
    • 각 Master 노드는 특정 Hash Slot 을 소유하여, 해당 슬롯의 데이터를 처리
  2. 자동 장애 조치(Failover)
    • Master 노드가 장애 발생 시, Slave 노드가 Master 노드로 승격되어 장애 조치 처리
  3. 수평적 확장(Scale-out)
    • Cluster 는 수평적으로 확장 가능하여, 데이터 처리 능력 향상
    • 새로운 노드가 추가된 경우, 기존 노드로부터 Hash Slot 을 재분배받아 데이터 관리
  4. 데이터 일관성
    • Cluster 는 데이터 일관성을 유지하기 위해, 데이터 복제 및 장애 조치 기능 제공
    • 각 Master 노드는 자신의 Hash Slot 을 복제하여 Slave 노드에 전달
    • 장애 발생 시, Slave 노드가 Master 노드로 승격되어 데이터 일관성 유지

장점

  • 수평적 확장을 통한 대규모 데이터 처리 & 높은 성능 지원 가능
  • 자동 장애 조치 기능으로 높은 가용성 제공
  • 데이터 파티셔닝 기능을 통해 부하 분산 처리 & 성능 최적화

단점

  • 복잡한 설정 및 과도한 리소스 확보 필요
  • 데이터 일관성 모델이 최종 일관성으로, 즉각적인 일관성이 필요한 서비스 특성에는 부적합

Reference