Gunakan DRAM dan PMEM untuk menyebarkan instance Redis berbasis memori - Container Service for Kubernetes

Di Container Service for Kubernetes (ACK), akses langsung ke perangkat memori persisten (PMEM) memungkinkan throughput tinggi dan latensi rendah. Topik ini menjelaskan cara menggunakan dynamic random-access memory (DRAM) dan PMEM untuk menyebarkan instance Redis berbasis memori dengan kapasitas besar.

Informasi latar belakang

Untuk menyebarkan instance Redis berbasis memori dengan kapasitas besar, Anda dapat memasang volume NVM (non-volatile memory) sebagai memori langsung. Solusi ini menawarkan manfaat berikut:

Volume NVM diakses secara deklaratif, sehingga mempermudah penggunaan sumber daya NVM.
Dengan kapasitas memori yang sama, biaya dapat dikurangi hingga 30%–50%.
Modifikasi aplikasi diminimalkan.

Redis menggunakan perangkat NVM sebagai memori langsung dan memanggil fungsi MMAP untuk memetakan ruang alamat berturut-turut dari PMEM. Dalam hal ini, versi Redis tertentu diperlukan. Contoh berikut menunjukkan cara menanyakan gambar instance Redis.

Gunakan DRAM untuk menyebarkan instance Redis berbasis memori

DRAM memberikan kinerja akses berkecepatan tinggi tetapi kehilangan data saat daya dimatikan. Oleh karena itu, DRAM tidak cocok untuk skenario berskala besar karena biayanya yang tinggi.

Ikuti langkah-langkah berikut untuk menyebarkan instance Redis:

Gunakan template contoh berikut untuk membuat file redis-normal.yaml:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-normal
  labels:
    app: redis-normal
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis-normal
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis-normal
    spec:
      containers:
      - name: redis
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/plugins/redis:v1-normal
        imagePullPolicy: Always
        resources:
          requests:
            memory: 30Gi
          limits:
            memory: 30Gi

Jalankan perintah berikut untuk menyebarkan instance Redis:
```
kubectl apply -f redis-normal.yaml
```

Jalankan perintah berikut untuk menanyakan pod yang menjalankan instance Redis:
```
kubectl get pod | grep redis-normal
```
Keluaran yang Diharapkan:
```
redis-normal-***         1/1     Running   0          4d8h
```
Jalankan perintah berikut untuk menguji kinerja penulisan instance Redis:
```
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/libmemkind.so redis-benchmark -d 102400 -t set -n 1000000 -r 1000000
```
Keluaran yang Diharapkan:
```
1000000 permintaan selesai dalam 13.03 detik
76751.86 permintaan per detik
```
Keluaran di atas menunjukkan bahwa instance Redis berbasis memori yang disebarkan dengan DRAM dapat memproses sekitar 76.751 permintaan per detik.

Gunakan PMEM untuk menyebarkan instance Redis berbasis memori

PMEM menyediakan penyimpanan non-volatile dan memiliki metode akses serta kecepatan yang mirip dengan DRAM.

Jalankan perintah berikut untuk menyebarkan instance Redis berbasis memori:

kubectl apply -f redis-normal.yaml

Template berikut memberikan contoh file redis-normal.yaml:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pmem-pvc-direct
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 60Gi
  storageClassName: csi-pmem-direct
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-pmem-direct
  labels:
    app: redis-pmem-direct
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: redis-pmem-direct
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis-pmem-direct
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/plugins/redis:v1-pmem
        imagePullPolicy: Always
        volumeMounts:
          - name: pmem-pvc
            mountPath: "/mnt/pmem"
      volumes:
        - name: pmem-pvc
          persistentVolumeClaim:
            claimName: pmem-pvc-direct

Jalankan perintah berikut untuk menanyakan pod yang menjalankan instance Redis:

kubectl get pod | grep redis-pmem-direct

Keluaran yang Diharapkan:

redis-pmem-direct-5b469546db-5tk2j   1/1     Running   0          4d9h

Jalankan perintah berikut untuk menguji kinerja penulisan instance Redis:
```
LD_PRELOAD=/usr/local/lib/libmemkind.so redis-benchmark -d 10240 -t set -n 1000000 -r 1000000
```
Keluaran yang Diharapkan:
```
1000000 permintaan selesai dalam 19.89 detik
50266.41 permintaan per detik
```
Keluaran di atas menunjukkan bahwa instance Redis berbasis memori yang disebarkan dengan PMEM dapat memproses sekitar 50.266 permintaan per detik.
Dibandingkan dengan instance Redis berbasis memori yang disebarkan dengan DRAM, instance Redis berbasis memori yang disebarkan dengan PMEM mengurangi kinerja penulisan sebesar 34%, tetapi menawarkan kinerja baca yang sama serta penghematan biaya hingga 50%. Tipe instance Elastic Compute Service (ECS) dengan perangkat NVM, seperti ecs.ebmre6p.26xlarge, menawarkan 1,5 TB memori MEM, yang lima kali lipat kapasitas database berbasis memori umum.