一、GaussDB(for Redis)双活方案介绍

       数据库系统是业务稳定运行的基石，其重要性不言而喻。然而，现实世界存在着的如断电、火灾，甚至是更小概率的地震等突发灾害，这些不稳定因素都会威胁到公司核心业务的连续性。

       华为云GaussDB(for Redis)是采用存算分离架构的企业级KV数据库，使用方式上完全兼容开源Redis，同时稳定性全面超越开源Redis，此外还提供数据高可靠存储、秒级在线扩容等企业级能力。

       在上半年的故障演练中，作为需求方的某内部重要业务部门对华为云KV数据库GaussDB(for Redis)进行了一系列严苛的可靠性测试。其中就包括模拟实例级断电，评测GaussDB(for Redis)的双活容灾能力。在故障演练中，GaussDB(for Redis)顺利通过测试，满足了业务部门对RTO和RPO等指标的严格要求。
GaussDB(for Redis)支持双活容灾，即在两个实例之间建立数据同步链路，其中主实例支持读写，备实例只读。适用于以下两类业务场景：
       1.    灾备系统：核心业务生产环境可靠性要求高，例如金融服务等。
       2.    实例级读写分离：有超高并发访问诉求，例如广告竞价、推荐系统等。
       在后续规划中，GaussDB(for Redis)还将进一步支持双主实例模式，实现双主双写，敬请期待。下面让我们来深入了解GaussDB(for Redis)的双活能力。

二、GaussDB(for Redis)双活原理及评估指标

1) 架构解析

       常见的容灾方案有以下2种：

• 同城容灾：由于距离近，通信质量好，比较容易实现数据零丢失。一般用于防范火灾、供电故障等人为破坏引起的灾难。
• 异地容灾：由于主备数据中心之间距离远，通常会有少量的数据丢失,而异地灾备可以防范火灾、水灾、建筑物破坏、地震、战争等可能遇到的风险隐患，保障业务的连续性。

       GaussDB(for Redis)双活方案支持同城容灾和异地容灾，下图展示了其技术原理：

       可以看出，与开源Redis那种简单的命令转发不同，GaussDB(for Redis)的双活方案是基于WAL日志的数据同步，原理上更类似于MySQL数据库。在双活架构中，RsyncServer进程负责数据的全量和增量同步。数据同步链路采用华为云内部高速网络，同Region内仅毫秒级延迟。

       GaussDB(for Redis)的双活功能有以下企业级特性：

• 全量同步：支持秒级快照，且不影响原有集群的正常读写，发送速度快
• 增量同步：监听日志写入变更，实时同步最新数据，毫秒级延迟
• key保序：主备实例采用多线程异步并发模式发送数据，按Key保序
• 可靠传输：利用wal日志序号的单调递增特性，实现滑窗机制确保可靠传输
• 高效传输：日志迭代、网络发送、DB增删监听等任务采用Reactor事件管理，全流程pipeline
• 异常重传：解决网络抖动导致的丢包或延迟现象
• 断点续传：每个DB持久化保存其应答过的日志序号，如发生宕机、网络隔离、进程重启等情况，可从该序号位置进行续传
• 防止回流：同步到对端流量做特殊标记，防止回流到源端

2) 技术指标

       从技术上看，业界衡量容灾系统有两个主要指标：

1. RPO：最多可能丢失数据的时长。
2. RTO：从灾难发生到整个系统恢复正常所需要的最大时长。

       一般而言，容灾系统能够提供较好的RTO和RPO指标。国际通用的容灾系统的评审标准SHARE 78（7个层次、8个原则），可以作为广大用户衡量和选择容灾解决方案的指标。

      目前，在大部分场景下，GaussDB(for Redis)灾备方案位于6级，即只有在极端场景下才会丢失少量数据。

3) 优势总结

       根据前期市场调研，有些客户的业务场景基于开源Redis搭建集群级的灾备系统，从技术原理上评估可靠性很低，违背了灾备的初衷。与之相比，GaussDB(for Redis)提供企业级可靠的双活方案，优势如下：

三、GaussDB(for Redis)双活搭建步骤

       登录GaussDB NoSQL控制台，您可以很方便地搭建GaussDB(for Redis)双活系统：

       1.    点击“购买数据库实例”，创建2个GaussDB(for Redis)实例（主、备），建议规格保持相同。
       2.    进行网络配置，详细指导：https://support.huaweicloud.cn/redisug-nosql/nosql_10_0502.html
       3.    选中期望的主实例，如图操作，开始搭建双活关系：

       4.    在“搭建双活关系”页面，选中期望的备实例，点击确定，即开始双活系统搭建。
              注意：一旦双活系统开始搭建，备实例数据将被清空，请谨慎操作。

        双活关系搭建完成后，除了用于容灾之外，其备实例可提供读服务，可以有效分担主实例的读压力。

四、GaussDB(for Redis)双活技术演进

        当前双活方案中，备实例在运行期间仅提供读服务，如果两个数据中心能同时提供写服务，那么将极大地提高资源利用率。当灾难发生时，双活系统提供极致的RPO和RTO，从而最大程度保障业务连续性。它具有资源利用率高的特点，支持数据冲突解决等功能。目前，GaussDB(for Redis)的双活多写功能已经在开发阶段，不久之后即将上线，请大家拭目以待。

五、附录

• 本文作者：

华为云数据库GaussDB(for Redis)团队

• 杭州/西安/深圳简历投递：

yuwenlong4@huawei.com

• 更多产品信息，欢迎访问官方博客：

bbs.huaweicloud.cn/blogs/248875