GaussDB(for Redis) 双活容灾支持 4 大应用场景，全新守护业务安全

一场火灾引发的思考

2021 年 3 月 10 日，欧洲某云服务提供商的数据中心发生火灾，当地消防部门出动上百名消防员才将大火扑灭，受影响的服务器共托管了约 360 万个网站，火灾过后，这些受影响的网站大多处于关闭状态。

机房火灾、网络异常、电力故障、自然灾害等极端场景，对互联网业务的连续运行有着巨大的威胁。

在安全组、反亲和、多可用区部署等能力加持下，如今的云服务已能够给客户业务带来比“自建”更可靠的保障。在面对上述极端灾害场景中，云服务也能提供更高级的防范方案——双活容灾。

谁说 Redis 不能双活容灾？

今天我们来聊聊全世界机房里的主力数据库服务——Redis。作为业务刚需，Redis 有两大类典型应用场景：

1）缓存

Redis 作为数据库缓存，搭配 MySQL 或其他关系型数据库使用。一旦缓存故障失效，高并发的流量请求将对下游数据库造成严重冲击，无法继续支撑高并发业务，雪崩甚至可能导致系统完全不可用。

2）主数据库

Redis 独立存储核心数据，兼顾持久化与高并发访问。一旦 Redis 发生严重故障，将造成用户核心数据丢失以及关键业务不可用。

可见 Redis 的稳定性是企业要考虑的 TOP 问题。但是由于数据无法可靠存储、架构不稳定等原因，开源 Redis 很难像 MySQL 那样做出稳定可靠的双活系统，这也是国内云厂商很少主推 Redis 双活容灾的原因。

在华为内部，比如华为商城、流程 IT 平台等大型业务，对数据库（尤其是 MySQL、Redis）都有很高的可靠性要求。在与这类企业级项目的联合演进过程中，云原生数据库 GaussDB(for Redis)推出了企业级的双活容灾方案，支持四大应用场景，为业务的持续运行保驾护航。

企业级双活容灾，要看 GaussDB(for Redis)

GaussDB(for Redis)的双活容灾是基于 GaussDB NoSQL 存算分离架构，建立可靠的数据传输链路，实现两个实例间数据同步。如果实例 A 遇到突发故障导致不可用，客户的业务可以快速接入实例 B，避免业务长时间受损。

从原理上看，数据库实例内增加高可靠性的 Rsync 数据同步服务，实时监控 WAL 增量日志，解析后将数据同步到目标实例。

上图中实线表示实例 A 向实例 B 同步数据的路径，虚线表示实例 B 向实例 A 同步数据的路径，双活解决方案支持配置为单向同步或双写同步。实例 A 和实例 B 可以部署在同一个 Region，也可以部署在不同的 Region。

因此，将两个 GaussDB(for Redis)实例的部署位置和主备角色进行不同组合，能搭建出不同形态的双活容灾组网，客户可以根据自身的业务规划和使用场景自由选择。

GaussDB(for Redis)双活容灾：四大应用场景

接下来我们详细聊一下 GaussDB(for Redis)双活容灾的不同组网形态。

同域双活部署在同一 Region，通过对等连接打通网络，对等连接无带宽费用，同步时延在毫秒级，又分为同域主备模式和同域双主模式。

异地双活部署在不同 Region，可以是同一城市的不同 Region 互通，也可以是全球不同城市互通，通过跨域的云连接打通网络，需要根据业务的写流量来配置合适大小的带宽。

综上，GaussDB(for Redis)双活容灾共支持四大应用场景：

1. 同域主备模式

在同域主备模式下，主实例可读可写，备实例只读，数据从主实例单向同步到备实例。如果主实例发生故障，可以将备实例角色变更为主实例，业务继续从新的主实例接入处理读写操作。

同域主备模式适合在同 Region 低成本获取容灾能力、有读写分离诉求的业务场景。相比同域双主模式具备更高的数据一致性，不担心双实例写冲突的问题，相比异地双活的成本更低。

2. 同域双主模式

在同域双主模式下，两个实例都是可读可写，任一实例都可以发起数据同步，双实例不涉及业务切流。

同域双主模式适合在同 Region 低成本获取容灾能力、有双写诉求的业务场景。相比同域主备模式，两个实例的计算节点都在处理读写业务，资源利用率更高，但需要在业务层面避免 key 冲突的问题，相比异地双活的成本更低。

3. 异地主备模式

在异地主备模式下，主实例可读可写，备实例只读，数据单向同步，主实例故障时由备实例继续处理业务。

异地主备模式适合期望有跨 Region 容灾能力、有读写分离诉求的业务场景，例如金融服务或核心用户数据等。相比异地双主模式具备更高的数据一致性，不担心双实例写冲突的问题，相比同域双活具备跨 Region 容灾能力。

4. 异地双主模式

在异地双主模式下，两个实例都是可读可写，数据双向同步，任一实例发生故障则由另一实例继续处理业务。

异地双主模式适合期望有跨 Region 容灾能力、有双写诉求、或者异地业务希望在就近 Region 接入数据库获取更低时延的业务场景，例如广告竞价、推荐系统等。相比异地主备模式，资源利用率更高，需要避免 key 冲突的问题，相比同域双活具备跨 Region 容灾能力。

双活容灾方案已在超大规格集群上验证稳定可靠

华为内部某重要业务部门在超大规模集群（1w+个 vCPU 算力，1000+TB 数据量）上，使用了基于 GaussDB NoSQL 统一架构的双活解决方案，在故障演练中进行了一系列严苛的可靠性测试，其中包括模拟机房断电、网络故障等场景，最终，GaussDB(for Redis)的双活容灾能力，充分满足了业务部门对 RTO 和 RPO 等指标的严格要求。

总结

综上所述，GaussDB(for Redis)的双活解决方案，支持同域主备、同域双主、异地主备、异地双主四大应用场景，提供了安全可靠的容灾能力，具体亮点如下：

1. 组网灵活，按需搭建双活容灾系统

2. 支持秒级快照，快速搭建双活关系

3. 支持实时同步最新数据，同 Region 时延毫秒级

4. 采用多线程异步并发模式发送数据，按 Key 保序

5. 基于 WAL 单调递增特性，采用滑窗机制确保可靠传输

6. 采用 Reactor 事件管理的机制，全流程批量高效发送

7. 支持异常重传，解决网络抖动导致的丢包或延迟现象

8. 支持断点续传，每个 DB 持久化应答过的同步日志序号，在发生宕机、网络隔离、进程重启等故障场景，可从该位置进行续传。

附录

• 本文作者：

华为云数据库 GaussDB(for Redis)团队

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yuwenlong4@huawei.com

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bbs.huaweicloud.com/blogs/248875

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