GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

摘要:GaussDB(for Redis)的双活解决方案,支持同域主备、同域双主、异地主备、异地双主四大应用场景,提供了安全可靠的容灾能力。

一场火灾引发的思考

2021年3月10日,欧洲某云服务提供商的数据中心发生火灾,当地消防部门出动上百名消防员才将大火扑灭,受影响的服务器共托管了约360万个网站,火灾过后,这些受影响的网站大多处于关闭状态。

机房火灾、网络异常、电力故障、自然灾害等极端场景,对互联网业务的连续运行有着巨大的威胁。

在安全组、反亲和、多可用区部署等能力加持下,如今的云服务已能够给客户业务带来比“自建”更可靠的保障。在面对上述极端灾害场景中,云服务也能提供更高级的防范方案——双活容灾

谁说Redis不能双活容灾?

今天我们来聊聊全世界机房里的主力数据库服务——Redis。作为业务刚需,Redis有两大类典型应用场景:

1)缓存

Redis作为数据库缓存,搭配MySQL或其他关系型数据库使用。一旦缓存故障失效,高并发的流量请求将对下游数据库造成严重冲击,无法继续支撑高并发业务,雪崩甚至可能导致系统完全不可用。

2)主数据库

Redis独立存储核心数据,兼顾持久化与高并发访问。一旦Redis发生严重故障,将造成用户核心数据丢失以及关键业务不可用。

可见Redis的稳定性是企业要考虑的TOP问题。但是由于数据无法可靠存储、架构不稳定等原因,开源Redis很难像MySQL那样做出稳定可靠的双活系统,这也是国内云厂商很少主推Redis双活容灾的原因。

在华为内部,比如华为商城、流程IT平台等大型业务,对数据库(尤其是MySQL、Redis)都有很高的可靠性要求。在与这类企业级项目的联合演进过程中,云原生数据库GaussDB(for Redis)推出了企业级的双活容灾方案,支持四大应用场景,为业务的持续运行保驾护航。

企业级双活容灾,要看GaussDB(for Redis)

GaussDB(for Redis)的双活容灾是基于GaussDB NoSQL存算分离架构,建立可靠的数据传输链路,实现两个实例间数据同步。如果实例A遇到突发故障导致不可用,客户的业务可以快速接入实例B,避免业务长时间受损。

从原理上看,数据库实例内增加高可靠性的Rsync数据同步服务,实时监控WAL增量日志,解析后将数据同步到目标实例。

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

上图中实线表示实例A向实例B同步数据的路径,虚线表示实例B向实例A同步数据的路径,双活解决方案支持配置为单向同步或双写同步。实例A和实例B可以部署在同一个Region,也可以部署在不同的Region。
因此,将两个GaussDB(for Redis)实例的部署位置和主备角色进行不同组合,能搭建出不同形态的双活容灾组网,客户可以根据自身的业务规划和使用场景自由选择。

GaussDB(for Redis)双活容灾:四大应用场景

接下来我们详细聊一下GaussDB(for Redis)双活容灾的不同组网形态。

同域双活部署在同一Region,通过对等连接打通网络,对等连接无带宽费用,同步时延在毫秒级,又分为同域主备模式和同域双主模式。

异地双活部署在不同Region,可以是同一城市的不同Region互通,也可以是全球不同城市互通,通过跨域的云连接打通网络,需要根据业务的写流量来配置合适大小的带宽。

综上,GaussDB(for Redis)双活容灾共支持四大应用场景:

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

同域主备模式

在同域主备模式下,主实例可读可写,备实例只读,数据从主实例单向同步到备实例。如果主实例发生故障,可以将备实例角色变更为主实例,业务继续从新的主实例接入处理读写操作。

同域主备模式适合在同Region低成本获取容灾能力、有读写分离诉求的业务场景。相比同域双主模式具备更高的数据一致性,不担心双实例写冲突的问题,相比异地双活的成本更低。

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

同域双主模式

在同域双主模式下,两个实例都是可读可写,任一实例都可以发起数据同步,双实例不涉及业务切流。

同域双主模式适合在同Region低成本获取容灾能力、有双写诉求的业务场景。相比同域主备模式,两个实例的计算节点都在处理读写业务,资源利用率更高,但需要在业务层面避免key冲突的问题,相比异地双活的成本更低。

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

异地主备模式

在异地主备模式下,主实例可读可写,备实例只读,数据单向同步,主实例故障时由备实例继续处理业务。

异地主备模式适合期望有跨Region容灾能力、有读写分离诉求的业务场景,例如金融服务或核心用户数据等。相比异地双主模式具备更高的数据一致性,不担心双实例写冲突的问题,相比同域双活具备跨Region容灾能力。

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

异地双主模式

在异地双主模式下,两个实例都是可读可写,数据双向同步,任一实例发生故障则由另一实例继续处理业务。

异地双主模式适合期望有跨Region容灾能力、有双写诉求、或者异地业务希望在就近Region接入数据库获取更低时延的业务场景,例如广告竞价、推荐系统等。相比异地主备模式,资源利用率更高,需要避免key冲突的问题,相比同域双活具备跨Region容灾能力。

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

双活容灾方案已在超大规格集群上验证稳定可靠

华为内部某重要业务部门在超大规模集群(1w+个vCPU算力,1000+TB数据量)上,使用了基于GaussDB NoSQL统一架构的双活解决方案,在故障演练中进行了一系列严苛的可靠性测试,其中包括模拟机房断电、网络故障等场景,最终,GaussDB(for Redis)的双活容灾能力,充分满足了业务部门对RTO和RPO等指标的严格要求。

GaussDB(for Redis)双活容灾支持4大应用场景,为业务安全保驾护航

总结

综上所述,GaussDB(for Redis)的双活解决方案,支持同域主备、同域双主、异地主备、异地双主四大应用场景,提供了安全可靠的容灾能力,具体亮点如下:

  1. 组网灵活,按需搭建双活容灾系统
  2. 支持秒级快照,快速搭建双活关系
  3. 支持实时同步最新数据,同Region时延毫秒级
  4. 采用多线程异步并发模式发送数据,按Key保序
  5. 基于WAL单调递增特性,采用滑窗机制确保可靠传输
  6. 采用Reactor事件管理的机制,全流程批量高效发送
  7. 支持异常重传,解决网络抖动导致的丢包或延迟现象
  8. 支持断点续传,每个DB持久化应答过的同步日志序号,在发生宕机、网络隔离、进程重启等故障场景,可从该位置进行续传。

附录

  • 本文作者:华为云数据库GaussDB(for Redis)团队
  • 更多产品信息,欢迎访问官方博客:​​bbs.huaweicloud.com/blogs/248875​​

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