كيف يمكّن Redis Cluster التوسع؟

Question

Accepted Answer

يمكّن **Redis Cluster** **التوسع الأفقي** عن طريق تقسيم البيانات عبر عُقد Redis متعددة — توزيع مجموعة البيانات (والحمل) بحيث يمكن لـ Redis التعامل مع البيانات والإنتاجية التي تتجاوز ذاكرة خادم واحد. يقسّم البيانات عبر **hash slots** ويوفر توفر عالي مدمج.

## التقسيم عبر hash slots

```text
Redis Cluster divides the keyspace into 16384 HASH SLOTS.
  → each key maps to a slot: slot = CRC16(key) mod 16384
  → slots are distributed across the cluster's primary nodes
  → each node owns a subset of slots (and thus a subset of the data)
→ This spreads data and load across nodes → scales memory and throughput horizontally.
```

يتم تقسيم البيانات عبر العُقد بواسطة **hash slots** (16384 إجمالي): كل مفتاح يُجزأ إلى slot، و slots توزع عبر العُقد الأساسية — لذلك كل عُقدة تحتفظ بجزء من البيانات، توسيع السعة بما يتجاوز خادم واحد.

## توفر عالي مدمج

```text
Each primary node has REPLICAS:
  → if a primary fails, one of its replicas is promoted (automatic failover)
  → the cluster continues serving (HA without separate Sentinel)
→ Redis Cluster combines SHARDING (scale) + REPLICATION (HA).
```

## العملاء وإعادة التوجيه

```text
→ Clients connect to the cluster; a key's request goes to the node owning its slot.
→ If a client hits the wrong node, it gets a MOVED redirect to the right node
  (cluster-aware clients cache the slot map and route directly).
```

## قيد المفاتيح المتعددة (مهم)

```text
⚠️ Multi-key operations only work if all keys are in the SAME slot (same node):
  → operations spanning keys on different nodes are NOT supported directly
  → use HASH TAGS to force related keys into the same slot:
     {user:1000}:profile and {user:1000}:settings → same slot ({...} part is hashed)
→ Design keys so related data that's used together shares a slot.
```

## لماذا يهم هذا

فهم Redis Cluster مهم **للتوسع الأفقي لـ Redis بما يتجاوز خادم واحد**، لذلك فهو معرفة قيمة على مستوى كبير للنشرات الضخمة لـ Redis.

القيمة الأساسية هي **التوسع الأفقي**: عندما تتجاوز البيانات أو الإنتاجية ما تستطيع ذاكرة خادم Redis واحد التعامل معه، يقوم Cluster بـ **تقسيم البيانات عبر عُقد متعددة** (عبر 16384 **hash slots**، كل مفتاح يُعين إلى slot موزع عبر العُقد الأساسية)، مما يوزع البيانات والحمل للتوسع في الذاكرة والإنتاجية بما يتجاوز آلة واحدة — ضروري للأنظمة الضخمة.

فهم **آلية hash slot** (كيف تُعين المفاتيح إلى slots وكيف تُعين slots إلى عُقد) أساسي لكيفية توزيع Cluster للبيانات.

معرفة أن Cluster يوفر **توفر عالي مدمج** (كل أساسي له نسخ احتياطية مع فشل تلقائي، دمج التقسيم والنسخ المتطابقة دون الحاجة إلى Sentinel منفصل) مهمة للموثوقية على نطاق واسع.

فهم **إعادة توجيه العميل** (MOVED redirects، عملاء متوافقين مع cluster يخزنون خريطة slot مؤقتاً) يشرح كيف تصل الطلبات إلى العُقدة الصحيحة.

بشكل حاسم، فهم **قيد المفاتيح المتعددة** — أن العمليات متعددة المفاتيح تتطلب جميع المفاتيح في نفس slot، يتم حلها باستخدام **hash tags** (`{user:1000}:...` إجبار المفاتيح ذات الصلة إلى نفس slot) — ضروري لأنه قيد حقيقي يؤثر على تصميم المفاتيح (البيانات ذات الصلة المستخدمة معاً يجب أن تكون في نفس المكان)، وعدم فهمه يسبب أخطاء مع العمليات متعددة المفاتيح في cluster.

بما أن التوسع بما يتجاوز خادم Redis واحد هو احتياج حقيقي للأنظمة عالية الحجم، وبما أن Redis Cluster (التقسيم عبر hash slots + HA مدمج) هو الآلية له — مع قيد hash-tag/multi-key المهم الذي يؤثر على التصميم — فإن فهم Redis Cluster معرفة مهمة على مستوى كبير للتوسع في Redis، موضوع يوضح فهم التوسع الأفقي والقيود العملية (تجميع المفاتيح) التي تأتي مع توزيع بيانات Redis عبر عُقد.