企业级GaussDB(for Redis)与开源Redis对比优势
【摘要】 GaussDB(for Redis)与开源Redis对比优势
云数据库GaussDB(for Redis)作为华为云旗下企业级Redis，致力于为企业客户提供稳定可靠、超高并发，且能够极速弹性扩容的核心数据存储服务。更多详情可访问官方技术博客。
一、GaussDB(for Redis)介绍
优势
- 核心数据存储：全量数据落盘，3副本冗余，不怕丢数据
- 高可用：秒级故障接管，即使N-1节点故障全量数据也可用
- 低时延：自动冷热分离，亚毫秒级时延，能Hold缓存场景
- 高吞吐：全部节点可写，QPS可水平扩展，能抗流量高峰
- 强一致：3副本强一致同步，不会发生脏读，业务免踩坑
- 秒扩容：例如：8g到64g扩容只需1秒，且对业务0影响
- 降成本：数据量越大价格越香，能够真正帮用户省成本
架构
GaussDB(for Redis)拥有先进的存算分离架构：
- 计算层
提供可弹性伸缩的吞吐性能。ELB+Proxy架构，用单机模式客户端即可快速接入业务。
- 存储层
提供高可靠的数据存储能力。数据三副本、强一致存储。扩容秒级完成，业务0感知。
二、开源Redis Cluster介绍
痛点
- 不可靠：内存易失，AOF仅能秒级落盘，无法用于存储核心数据
- 不稳定：fork问题常导致内存OOM，引发连锁反应，殃及系统下游
- 弱一致：主从切换必然导致脏读，商品超卖/计数不准等等，踩坑的总是业务
- 扩容慢：扩容时数据发生跨节点拷贝，速度慢，关键时刻干着急
- 访问麻烦：必须使用专门的cluster模式客户端，增加业务复杂性
- 内存浪费：fork问题导致近一半内存闲置；半数节点是备，日常闲置
- 贵：1g、2g还感觉不到，等后期数据上量后，发现纯内存成本极高
架构
开源Redis Cluster架构示意图如下：
三、更多维度对比
适用业务场景
| |
企业级GaussDB(for Redis) |
开源Redis |
业务场景 |
特点： ① 关心重要数据安全 ② 关心系统稳定性，不希望高峰期间发生宕机 ③ 关心数据一致性 数据量： - 对于一般缓存场景，GaussDB(for Redis)提供亚毫秒级时延+高稳定 - 对于核心存储场景，GaussDB(for Redis)提供稳定可靠存储+低成本 |
特点： ① 对数据安全性要求低，接受核心数据丢失或被LRU挤出 ② 对稳定性要求低，接受OOM宕机发生 ③ 接受多点访问数据不一致 数据量： - 往往只能用于数据量小、数据有效期短的业务 |
更多维度
企业级GaussDB(for Redis) |
开源Redis |
|
成本 |
成本降低75%~90% 全量数据落盘，采用GaussDB基础组件服务，拥有极大价格优势。 |
硬件成本极高 全部数据保存在纯内存介质中，且自身fork机制导致内存使用率低。 |
最大容量 |
支持PB级 存算分离架构让存储资源自由扩容。同时计算层资源也可同步弹性伸缩，性能有保障。 |
百GB级别 开源Redis Cluster如果进一步增加数据量，一方面将导致硬件成本陡增难以承受，另一方面其内部Gossip集群管理效率将变得极低。 |
容量利用率 |
100% 纯自研架构，不受fork问题影响，用户购买的持久化存储空间几乎全部可用。 |
<50% 开源Redis受独fork机制影响，在快照、主从复制、AOF重写期间，如遇业务高峰，理论上内存可增长一倍。因此，内存使用率控制在50%以内，才能确保安全 |
规格选型 |
1GB细粒度，随时按需调整 | 档位不连续（...32G、48G、64G） 假设业务数据量约30G。如选用云缓存Redis，考虑到安全有效容量<50%，只能选64G规格。造成“买多”浪费。 |
数据压缩 |
逻辑压缩+物理压缩结合，比开源Redis更省空间 - 逻辑压缩：对value进行初步压缩 - 物理压缩：对存储介质中的数据块整体进行二次压缩 - 根据实际业务测试，string、hash等常用结构在GaussDB(for Redis)实例中，存储空间占用仅为开源Redis的70%~85% |
只使用逻辑压缩 |
时延 |
平均时延差距不大，p9999表现有一定差距 | 平均时延较低，p9999时延较低 |
抗写能力 |
【强】 多节点可以同时写入，且采用多线程架构，吞吐轻松翻倍 |
【弱】 集群中仅主节点可写，且属于单线程架构，业务高峰有OOM宕机风险 |
数据可靠性 |
【高】 逐条命令实时落盘，底层三副本冗余存储，无数据丢失风险 |
【低】 内存数据秒级落盘，且主从异步复制不及时，存在数据丢失风险 |
数据一致性 |
【强一致性】 实现三副本强一致，多点访问无脏读风险 |
【弱一致性】 主从异步复制，多点访问存在数据不一致问题 |
可用性 |
【强】 即使N-1个节点同时故障，实例依然可用 |
【中等】 - 半数主节点发生宕机，集群将不可用 - 任一对主从宕机，集群将不可用 |
故障恢复 |
分钟级恢复，且数据恢复时长与数据量大小无关 在全量数据下沉存储的shared everything架构下，数据只需被可用节点接管即可，几乎不需耗时加载 |
数据量越大，恢复耗时越久 数据物理分散在多个独立节点上，故障恢复需要将RDB快照从磁盘加载进内存，耗时久 |
负载均衡 |
【支持】 细粒度数据分片，节点间实现动态负载均衡 |
【不支持】 需要依赖第三方组件 |
扩容 |
【平滑扩容】 - 节点扩容：分钟级完成，业务秒级感知 - 容量扩容：秒级完成，业务0感知 - share everything架构下，底层数据可被任一节点访问，扩容过程不发生数据拷贝搬迁，速度极快 |
【耗时长，对业务影响大】 - 各节点本地内存装载数据分片，迁移意味着新节点的加入以及数据的拷贝搬迁，耗时长 |
安全 |
【高】 ① 内核采用纯自研架构，不存在开源Redis安全漏洞问题。 ② 提供虚拟私有云、子网、安全组、DDoS防护以及SSL安全访问等多层安全防护体系，实现租户隔离和访问控制。 |
① 开源Redis内核不定期会爆出安全漏洞问题，如CVE-2021-32761等。如版本升级不及时，随时有被恶意利用风险。 ② 网络环境安全级别取决于所使用的服务质量 |
运维 |
【一站式服务】 成熟的迁移方案、实时监控、故障预警、7*24h内核团队支撑 |
取决于所使用的服务质量 |
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