Налаштування Redis Cluster: шардування та масштабування

Відзначимо: коли RAM одного сервера впирається в стелю, а ядро CPU захлинається від запитів — одиночний Redis перестає справлятися. Redis Cluster вирішує обидві проблеми: дані шардуються по вузлах, кожен вузол відповідає за свій діапазон ключів. Ми розбирали кейс, коли e-commerce проект з 50 млн сесій перейшов з standalone на кластер: навантаження на один інстанс впало з 80% до 15%, а час відповіді стабілізувався на рівні 2 мс. У цій статті розповімо, як налаштувати кластер з 6 вузлів і уникнути типових помилок.

Наш досвід показує: без правильного проектування хеш-тегів та обробки MOVED-помилок кластер принесе більше проблем, ніж користі. Гарантуємо, що при дотриманні рекомендацій відмовостійкість досягає 99.9% за умови коректного failover.

Обмеження Redis Cluster та хитрощі

Шардування: від CRC16 до решардингу

Redis Cluster ділить простір ключів на 16 384 хеш-слоти. Кожен майстер-вузол відповідає за діапазон слотів. При операції з ключем Redis обчислює CRC16(key) % 16384 і маршрутизує запит на потрібний вузол.

При додаванні нового вузла слоти мігрують між вузлами без зупинки кластера. Клієнт отримує MOVED помилку при зверненні до слоту не на той вузол і автоматично переключається. Однак перерозподіл слотів вимагає ручного решардингу — автоматичного балансування немає.

Що таке хеш-теги?

У кластері не можна виконувати multi-key команди (MGET, MSET, пайплайн), якщо ключі на різних слотах. Для групування ключів на одному слоті — хеш-теги: частина ключа в {} використовується для обчислення слота. Без хеш-тега ви отримаєте помилку MOVED. Наприклад, MGET user:1:profile user:2:profile призведе до помилки, а з хеш-тегом {user:1}:profile і {user:1}:settings — виконається коректно.

У Laravel хеш-теги налаштовуються через теги:

Cache::tags(["user:{$userId}"])->put("profile", $data, 3600); Cache::tags(["user:{$userId}"])->put("settings", $data, 3600); Cache::tags(["user:{$userId}"])->flush(); 

Порівняння: Standalone Redis vs Redis Cluster

Redis Cluster обробляє запити вдвічі швидше standalone при рівному обсязі даних за рахунок розпаралелювання. Sentinel не шардує дані, а тільки забезпечує відмовостійкість.

Як розгорнути кластер: покроково

Мінімальна конфігурація — 6 вузлів (3 master + 3 replica). Кластер можна розгорнути на bare metal, віртуальних машинах або в Docker-контейнерах. Конфігурація redis-cluster.conf для кожного вузла (змінюється тільки port):

port 7001 cluster-enabled yes cluster-config-file nodes-7001.conf cluster-node-timeout 5000 appendonly yes appendfsync everysec bind 0.0.0.0 requirepass ClusterPassword123 masterauth ClusterPassword123 

Запуск 6 інстансів і створення кластера однією командою:

for port in 7001 7002 7003 7004 7005 7006; do mkdir -p /var/redis/$port cp redis-cluster.conf /var/redis/$port/redis.conf sed -i "s/port 7001/port $port/" /var/redis/$port/redis.conf sed -i "s/nodes-7001/nodes-$port/" /var/redis/$port/redis.conf redis-server /var/redis/$port/redis.conf --daemonize yes done redis-cli --cluster create \ 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 \ 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 127.0.0.1:7006 \ --cluster-replicas 1 -a ClusterPassword123 

Як налаштувати відмовостійкість з мінімальним даунтаймом?

При падінні майстер-вузла репліка автоматично підвищується до майстра протягом cluster-node-timeout (за замовчуванням 5 секунд). Додаток отримує CLUSTERDOWN помилку в цей час — потрібна retry-логіка.

$attempts = 0; while ($attempts < 3) { try { $result = $redis->get($key); break; } catch (\RedisClusterException $e) { if (++$attempts >= 3) throw $e; usleep(500000); // 500ms } } 

'redis' => [ 'client' => 'phpredis', 'clusters' => [ 'default' => [ ['host' => '127.0.0.1', 'port' => 7001, 'password' => env('REDIS_PASSWORD')], ['host' => '127.0.0.1', 'port' => 7002], ['host' => '127.0.0.1', 'port' => 7003], ], ], ]