【数据库】全方位解析云数据库Redis灾备简介！

云数据库Redis版容灾架构演进

程序在运行过程中总会遇到各种各样的问题，例如程序BUG、设备故障、机房断电等，理想的容灾机制能够在这些问题发生时，保证数据的一致性和业务可用性。云数据库Redis版为了保证业务的高可用，不断提升容灾能力，为不同的业务场景提供相应的高可用方案。

下图反映了云数据库Redis版容灾架构的演进历史。

图 1.  Redis容灾架构演进

当前三种方案同时存在，您可以根据业务需求选择合适的方案。下文将对各方案进行详细介绍。

单可用区高可用机制

Redis全架构均支持单机房HA高可用架构。HA监控系统采用独立的平台化架构，提供跨可用区的高可用机制，使云数据库Redis版比自建Redis更稳定。

标准版-双副本

标准版-双副本实例采用双机主从（Master-Replica）架构，高可用HA模块侦测到主节点故障时，会自动进行主从切换，将Replica提升为Master，而原来的Master恢复连接后会成为新的Replica。实例默认开启数据持久化功能，支持数据自动备份，您可以使用备份文件回滚实例或者克隆实例，有效地解决误操作问题并实现可靠的灾备。

图 2.  标准版-双副本高可用架构

集群版-双副本

集群版-双副本实例由配置服务器、代理服务器和分片服务器组成：

• 配置服务器（Config Server）是用于提供全局路由信息和配置信息的集群管理工具，采用遵循Raft协议的三副本集群架构；

• 代理服务器（Proxy Server）为单节点架构，集群版结构中会有多个Proxy，系统自动对所有Proxy进行负载均衡及故障转移；

• 分片服务器（Shard Server）同样采用双副本高可用架构，与标准版-双副本实例相同，主节点故障之后，HA模块会自动进行主从切换保证服务高可用，并更新Proxy Server和Config Server的信息。

图 3.  集群版-双副本高可用架构

读写分离版

读写分离版实例由代理服务器、主从架构的读写节点以及若干只读副本（Read-Only Replica）构成。

• 高可用HA模块实时监测各节点的状态，在读写节点的主节点发生故障时发起主从切换，同时将只读节点连接到新的主节点上来；

• 当只读节点发生故障时， HA模块将重建只读节点，并更新相应的路由及权重信息。

• Proxy实时监控只读节点的服务状态，当发现某个只读节点状态异常时会降低该节点的权重。如果只读节点多次连接失败，Proxy将停止该节点的服务，直至其恢复正常。

图 4.  读写分离版高可用架构

同城容灾机制

Redis标准版和集群版提供跨双机房的同城容灾架构。如果业务为单一地域部署，且对容灾要求较高，可在创建云数据库 Redis版实例时，选择支持同城容灾的可用区，如下图中的 华东1多可用区（B+F） 或 华东1多可用区（G+H） 。

图 5.  创建同城容灾实例

创建多可用区实例时，备机房将创建与主机房相同规格的Replica实例，主备机房的实例数据通过专门的复制通道同步。

当主机房出现电力或网络问题时，Replica实例将升级为Master实例，系统调用Config Server接口为Proxy更新路由信息。底层网络根据路由精细度实现故障切换，主机房网段的精细度高，因此在正常情况下，数据会直接传输到主机房的实例；当主机房出现故障时，不会上传路由明细信息，此时骨干网中只存在备机房的精细度较低的大网段路由信息，系统就会自动把请求路由到备机房，从而实现故障切换。

云数据库Redis版优化了Redis的同步机制，在同步位点上借鉴 MySQL 的GTID，实现了全局OpID，并且查找OpID的操作通过后台线程无锁进行。同时，发送AOF binlog是异步同步的过程，可以限流，保障了Redis服务的性能。

图 6.  同城容灾实例的数据同步过程

跨地域容灾

云数据库Redis版提供了全球范围的异地多活服务，即Redis全球多活，适用于需要在多地域同步部署的业务场景，与传统的灾备方案最大的区别在于多活。异地多活架构使业务能够在多个地域同时进行，各地域中的全球多活子实例实时双向同步。

说明 Redis全球多活当前仅对部分测试用户开放。

Redis全球多活实例由多活子实例、同步通道以及通道管理器构成。

• 多活子实例是基本服务单元，所有子实例均可读写；

• 同步通道支持子实例间的实时双向同步，以及容忍度达到天级别的断点续传；

• 通道管理器管理同步通道的生命周期，同时处理子实例在故障时的主从切换以及备份重搭，保证多活实例的高可用。

图 7.  全球多活同步架构

说明 子实例间通过异步复制进行同步，不影响Redis的服务性能。

使用Redis全球多活架构时，可在业务端设置切换条件，使得业务流量在某一地域出现问题时切换到另一地域的子实例上，保证业务的可用性。

Redis全球多活实例的创建方法请参见创建多活实例。