¿Cómo habilita Redis Cluster el escalado?

Question

Accepted Answer

**Redis Cluster** habilita el **escalado horizontal** mediante sharding de datos en múltiples nodos Redis — distribuyendo el dataset (y la carga) para que Redis pueda manejar datos y throughput más allá de la memoria de un único servidor. Particiona datos vía **hash slots** y proporciona alta disponibilidad integrada.

## Sharding vía 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.
```

Los datos se particionan entre nodos por **hash slots** (16384 en total): cada clave hace hash a un slot, y los slots se distribuyen entre nodos primarios — así cada nodo contiene parte de los datos, escalando la capacidad más allá de un servidor.

## Alta disponibilidad integrada

```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).
```

## Clientes y redirección

```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).
```

## La restricción multi-clave (importante)

```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.
```

## Por qué es importante

Entender Redis Cluster es importante para **escalar Redis horizontalmente más allá de un único servidor**, por lo que es conocimiento valioso de nivel senior para despliegues Redis a gran escala.

El valor fundamental es el **escalado horizontal**: cuando los datos o throughput exceden lo que puede manejar la memoria de un servidor Redis, Cluster **shardea los datos entre múltiples nodos** (vía 16384 **hash slots**, cada clave mapeándose a un slot distribuido entre nodos primarios), esparciendo datos y carga para escalar memoria y throughput más allá de una única máquina — esencial para sistemas a gran escala.

Entender el **mecanismo de hash slots** (cómo las claves mapean a slots y los slots a nodos) es fundamental para entender cómo Cluster distribuye datos.

Saber que Cluster proporciona **alta disponibilidad integrada** (cada primario tiene réplicas con failover automático, combinando sharding y replicación sin necesidad de Sentinel separado) es importante para confiabilidad a escala.

Entender la **redirección de clientes** (redirecciones MOVED, clientes conscientes del cluster cacheando el mapa de slots) explica cómo las solicitudes llegan al nodo correcto.

Críticamente, entender la **restricción multi-clave** — que las operaciones multi-clave requieren que todas las claves estén en el mismo slot, abordado con **hash tags** (`{user:1000}:...` forzando claves relacionadas al mismo slot) — es esencial porque es una limitación real que afecta el diseño de claves (los datos relacionados usados juntos deben estar co-ubicados), y no entenderlo causa errores con operaciones multi-clave en un cluster.

Ya que escalar más allá de un único servidor Redis es una necesidad real para sistemas de alto volumen, y ya que Redis Cluster (sharding vía hash slots + HA integrada) es el mecanismo para lograrlo — con la importante restricción hash-tag/multi-clave afectando el diseño — entender Redis Cluster es conocimiento importante de nivel senior para escalar Redis, un tema que demuestra comprensión del escalado horizontal y las restricciones prácticas (co-ubicación de claves) que vienen con distribuir datos Redis entre nodos.