華為云PB級數據庫GaussDB(for Redis)揭秘第一期：Redis與存算分離

GaussDB(for Redis)（下文簡稱高斯Redis）是華為云數據庫團隊自主研發的兼容Redis協議的云原生數據庫，該數據庫采用計算存儲分離架構，突破開源Redis的內存限制，可輕松擴展至PB級存儲。

本文將從存儲架構、四大特性、競爭力、應用場景等方面進行介紹。

1.????存儲架構

高斯Redis基于計算存儲分離架構，計算層實現熱數據緩存，存儲層實現全量數據的落盤，中間通過RDMA高速網絡互連，通過算法預測用戶的訪問規律，實現數據的自動冷熱交換，最終達到極致的性能提升。

2.????四大特性

該架構基于華為內部強大且廣泛使用的自研分布式存儲系統DFV，實現了一套Share Everything的云原生架構，充分發揮了云原生的彈性伸縮、資源共享的優勢，使得高斯Redis具備強一致、秒擴容、低成本、超可用的四大特點，完美避開了開源Redis的主從堆積、主從不一致、fork抖動、內存利用率只有50%、大key阻塞、gossip集群管理等問題。

???強一致

數據復制是存儲的事情，因此專業的事情交給專業的團隊來做。通過分布式存儲DFV，高斯Redis輕松實現了3副本強一致，并可輕松支持6副本，為業界首創。

在強一致架構下，用戶再也不用擔心開源Redis的主從堆積，帶來的丟數據、不一致、OOM等極端問題，更不用擔心業務出錯，比如計數器、限流器、訪問統計、hash字段等不一致。

???秒擴容

數據規模膨脹之后，擴容是個高危且困難的操作。高斯Redis基于云原生架構，將擴容分成計算層和存儲層。計算層擴容，無需任何數據搬遷，只需修改路由映射，即可秒級完成。存儲層是個共建的超級數據湖，其容量巨大，而且擴容是切成細膩度的64MB數據分區，對上層數據庫業務幾乎無感。

因此高斯Redis可以輕松支撐業務的大規模膨脹，并且真正做到計算/存儲分層的按需擴容和購買。

???低成本

高斯Redis相對于開源Redis，在存儲介質上使用了磁盤替代內存。一方面，由于采用存算分離架構，計算資源少了一半，即沒有從節點；另一方面，存儲資源按需購買，無任何浪費，并且采用了邏輯/物理壓縮。最終，每GB綜合成本不到開源Redis的十分之一。

???超可用

開源Redis或友商Redis不管單分片還是集群，其數據復制都采用主從架構，導致N個節點的集群，如果同時掛掉一對主從（即2個節點），整個集群就不可用。而高斯Redis采用存算分離之后，每個計算節點都可以看到并共享所有數據，因此N個節點，最多可以容忍掛掉N-1個節點，真正做到比高可用還高的可用性。

3.????競爭力分析

4.????場景推薦

高斯Redis不僅性能逼近緩存，而且其存儲能力（擴展性、高性能、易用性）超越數據庫。因此除了緩存場景可以選擇高斯Redis以外，上至PB級別大規模數據存儲都可以選擇高斯Redis。場景參考如下：

5.????選擇建議

6.????命令兼容

兼容5.0協議，包括string/hash/list/zset/set/stream/geo/ HyperLogLog/bitmap/pubsub等等，但出于性能和安全性考慮，禁用個別危險命令，詳細參考：https://support.huaweicloud.com/usermanual-nosql/nosql_09_0076.html

7.????容量參考

以往用戶選擇開源Redis的時候，需要購買內存，比如用戶數據是100G，由于開源Redis內存使用率減半，需要購買200G內存，并且為了高可用，還得購買200G的從節點，那么加起來就是400G的內存。但是購買高斯Redis時，用戶只需要根據真實存放的數據大小，按需選擇購買存儲空間即可，內存只是為了性能加速（內存/磁盤比越大，性能越好）。

附：資料參考

1.?????《華為云GaussDB(for Redis)與自建開源Redis的成本對比》

https://www.modb.pro/db/42739

2. 《一場由fork引發的超時，讓我們重新探討了Redis的抖動問題》https://bbs.huaweicloud.com/blogs/227525

3. 《當Redis遇見計算存儲分離》

https://developer.huaweicloud.com/hero/forum/thread-83188-1-1.html

4. 《GaussDB(for Redis)與原生Redis的性能對比》

https://bbs.huaweicloud.com/blogs/236949

Redis 數據倉庫服務 GaussDB(DWS) 數據庫

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