Jak funguje replikace a vysoká dostupnost v Redisu?

Question

Accepted Answer

Redis poskytuje **vysokou dostupnost** prostřednictvím **replikace** (repliky kopírují data), **Redis Sentinelu** (automatické monitorování failoveru) a **Redis Clusteru** (sharding + replikace). Pochopení těchto mechanismů je důležité pro spolehlivý provoz Redisu v produkčním prostředí.

## Replikace — primární a repliky

```text
PRIMARY (master) → handles writes; asynchronously replicates data to replicas
REPLICAS (slaves) → copies of the primary's data; can serve READS (read scaling)

Write → Primary → async replication → Replicas (eventually consistent)
  ✓ Redundancy (replicas have copies) + read scaling (reads offloaded to replicas)
  ✗ Replication is ASYNC → a small lag; a failover could lose very recent writes
```

Repliky asynchronně kopírují data z primárního serveru — poskytují redundanci a škálování čtení (čtení mohou směřovat k replikám), nicméně s mírným zpožděním replikace.

## Redis Sentinel — automatický failover

```text
Replication alone doesn't auto-recover if the PRIMARY fails. REDIS SENTINEL adds:
  → MONITORING — Sentinels watch the primary and replicas
  → AUTOMATIC FAILOVER — if the primary fails, Sentinels elect a replica as the new primary
  → SERVICE DISCOVERY — clients ask Sentinel for the current primary address
→ Sentinel provides high availability (auto-failover) for a non-clustered setup.
  (Run multiple Sentinels — a majority must agree — to avoid false failovers.)
```

**Sentinel** monitoruje nastavení a provádí **automatický failover** (povýšení repliky v případě selhání primárního serveru) — změní selhání primárního serveru z výpadku na krátké přerušení.

## Redis Cluster — sharding + HA

```text
REDIS CLUSTER → for scaling beyond one server's memory AND high availability:
  → SHARDS data across multiple primaries (each holds a subset via hash slots, 16384 total)
  → each primary has replicas (HA — a replica takes over if its primary fails)
  → scales horizontally (more memory/throughput) + built-in failover
→ Use Cluster when data exceeds one node's RAM or you need to scale writes.
```

## Proč je to důležité

Pochopení replikace a vysoké dostupnosti Redisu je důležité pro **spolehlivý provoz Redisu v produkčním prostředí**, a proto je to cenné znalosti na úrovni seniora pro produkční nasazení Redisu.

Jelikož Redis často uchovává důležitá data (mezipaměti, jejichž ztráta způsobí nárůst zátěže, relace, fronty), zajištění dostupnosti a redundance je podstatné. **Replikace** (repliky asynchronně kopírují primární server) poskytuje základ — redundanci (repliky obsahují kopie) a škálování čtení (přesunutí čtení na repliky) — ale pochopení její **asynchronní povahy** (malé zpožděním, možná ztráta velmi nedávných zápisů při failoveru) je důležité pro uvažování o konzistenci. **Redis Sentinel** je klíčový pro vysokou dostupnost v neklastrovaných nastaveních: přidává **monitorování a automatický failover** (povýšení repliky při selhání primárního serveru) plus service discovery, změní selhání primárního serveru na krátké přerušení místo výpadku — nezbytné pro systémy, které musí zůstat dostupné (spuštění více Sentinelů pro dosažení majoritního souhlasu zabraňuje falešným failoverům). **Redis Cluster** řeší jak škálování, tak HA: **sharduje data across více primárních serverů** (přes hash sloty, škálování přesahující paměť jednoho serveru a propustnost zápisu) s replikami pro failover — nezbytné, když data překročí RAM jednoho uzlu nebo zápisy musí být škálovány.

Pochopení, kterou volbu использ (Sentinel pro HA jedné sady dat, Cluster pro sharding + HA v měřítku) odráží zdravý operační úsudek.

Jelikož produkční Redis musí být dostupný a může potřebovat škálování, a jelikož replikace (redundance/škálování čtení), Sentinel (automatický failover) a Cluster (sharding + HA) jsou mechanismy Redisu pro spolehlivost a škálování, pochopení replikace a vysoké dostupnosti Redisu je důležité znalosti na úrovni seniora pro spolehlivé nasazení Redisu, což je často kritická produkční záležitost a téma demonstrující porozumění tomu, jak provozovat Redis jako spolehlivou součást infrastruktury místo jediného bodu selhání.