Kako Redis Cluster omogoča skalabilnost?

Question

Accepted Answer

**Redis Cluster** omogoča **horizontalno skalabilnost** z razdelitvijo podatkov med več Redis vozlišči — distribucijo podatkovne množice (in obremenitve), da lahko Redis upravlja podatke in prepustnost, ki presega zmogljivost enega strežnika. Podatke razdeli preko **hash slotsov** in zagotavlja vgrajeno visoko razpoložljivost.

## Razdelitev preko hash slotsov

```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.
```

Podatki so razdeljeni med vozlišča preko **hash slotsov** (skupaj 16384): vsak ključ se presleži v slot, in sloti so razporejeni med primarnimi vozlišči — zato vsako vozlišče vsebuje del podatkov, kar skalira zmogljivost onkraj enega strežnika.

## Visoka razpoložljivost vgrajena

```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).
```

## Odjemalci in preusmeritev

```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).
```

## Omejitev multi-key (pomembno)

```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.
```

## Zakaj je to pomembno

Razumevanje Redis Clustra je pomembno za **horizontalno skaliranje Redis-a onkraj enega strežnika**, zato je dragoceno znanje na višji ravni za velike Redis nastanitve.

Srednja vrednost je **horizontalna skalabilnost**: ko podatki ali prepustnost presežejo, kar lahko ena Redis strežniška pomnilnika obvlada, Cluster **razdeli podatke med več vozlišč** (preko 16384 **hash slotsov**, vsak ključ se preslika v slot, ki je distribuiran med primarnimi vozlišči), kar raztegne podatke in obremenitev, da skalira pomnilnik in prepustnost onkraj enega stroja — bistveno za velike sisteme.

Razumevanje **mehanizma hash slota** (kako se ključi preslikajo v slote in sloti na vozlišča) je temeljno za razumevanje, kako Cluster distribuira podatke.

Znanje, da Cluster zagotavlja **vgrajeno visoko razpoložljivost** (vsako primarno vozlišče ima replike z avtomatskim prehodom, kar kombinira razdelitev in replikacijo brez potrebe po ločenem Sentinelu) je pomembno za zanesljivost v obsegu.

Razumevanje **preusmerjanja odjemalcev** (MOVED preusmeritve, odjemalci navedeni na Clusteru shranijo preslikavo slota) razlaga, kako zahtevki dosežejo pravo vozlišče.

Kritično je razumevanje **omejitve multi-key** — da operacije multi-key zahtevajo vse ključe v istem slotu, kar se rešuje z **hash oznakami** (`{user:1000}:...` v prisiljenem mestu, da so povezani ključi v istem slotu) — je bistveno, ker je prava omejitev, ki vpliva na oblikovanje ključev (povezani podatki, uporabljeni skupaj, morajo biti na istem mestu), in če je ne razumete, povzroči napake z operacijami multi-key v clusteru.

Ker je skaliranje onkraj enega Redis strežnika prava potreba za sisteme z visoko količino, in ker je Redis Cluster (razdelitev preko hash slotsov + vgrajena HA) mehanizem zanjo — z importantly hash-tag/multi-key omejitvijo, ki vpliva na oblikovanje — je razumevanje Redis Clustra pomembno znanje na višji ravni za skaliranje Redis-a, temo, ki kaže razumevanje horizontalne skalabilnosti in praktičnih omejitev (soseščina ključev), ki nastanejo pri distribuciji Redis podatkov med vozlišči.